(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された有機膜にパターンを形成する有機膜パターン形成処理と、
前記パターンの形成された有機膜をマスクとして該有機膜の下地膜をエッチング処理する変形前下地膜加工処理と、
前記エッチング処理により前記有機膜表面に形成された変質層又は堆積層の一部をアッシング処理により除去した後、前記変質層又は堆積層の残部を少なくともアミン系の材料を含有した薬液で薬液処理することにより除去する除去処理と、
前記有機膜を有機溶剤のガス雰囲気中で溶解させ変形させる溶解変形処理と、
をこの順序で含む基板処理方法であって、
前記アミン系の材料は、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソピルアミン、ジイソピルアミン、トリイソピルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ヒドロキシルアミン、ジエチルエヒドロキシルアミン、無水ジエチルエヒドロキシルアミン、ピリジン、ピコリンのうちの少なくとも何れか１つからなり、前記薬液における前記アミン系の材料の濃度が、０．０５重量％以上１．５重量％以下であることを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法及びそれに用いる薬液に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハ、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）基板或いはその他の基板に有機膜パターンを形成後、該有機膜パターンをマスクとしたエッチングによって下地膜すなわち基板をパターン加工（下地膜加工）することにより、配線回路等を形成する技術がある。なお、下地膜加工の後で、有機膜パターンは剥離処理により除去する。
【０００３】
また、例えば特許文献１に示されるように、上記下地膜加工の後に有機膜パターンを変形させ、該変形後の有機膜パターンをマスクとして、再度、下地膜加工を施し、その後で有機膜パターンを除去する技術もある。
【０００４】
より具体的には、特許文献１に記載の有機膜パターンの加工処理を行う基板処理方法では、有機膜パターンを変形させるための処理（以下、溶解変形処理、又は、この処理は具体的には基板をガス雰囲気に暴露することにより行うのでガス雰囲気処理とも呼ぶ）の前に、有機膜パターンにおける変質層又は堆積層を除去したり、有機膜パターンに覆われていない基板表面の濡れ性を改善したりする目的で、アッシング処理を施すことが記載されている。
【０００５】
すなわち、特許文献１の技術では、主な処理として、前処理としてのアッシング処理と、それに続く溶解変形処理（具体的にはガス雰囲気処理）と、の２種類の処理を行う。
【０００６】
更には、それらの処理を安定化させる為に、事前に基板温度を適正な処理温度に調整する温度調整処理（主に冷却）や、溶解変形処理後の有機膜パターンのベーキングの為に、加熱処理（この加熱処理は、温度調整処理での温度調節範囲を拡大することによって実現する場合もある）を追加するのが一般的である。
【０００７】
そのような従来技術における工程図を図１１に示す。図１１に示すように、従来の基板処理方法では、アッシング処理（ステップＳ１０１）、温度調整処理（ステップＳ１０２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ１０３）及び加熱処理（ステップＳ１０４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【０００８】
ここで、アッシング処理としては、プラズマ放電処理（酸素、又は、酸素及びフッ素の雰囲気中で行う）、紫外線光などの波長の短い光エネルギーを用いた処理、及び、その光エネルギー或いは熱を用いたオゾン処理、といったドライ処理がある。
【０００９】
ここでアッシング処理により除去すべき有機膜パターン表面の変質層としては、時間放置劣化、熱酸化、熱硬化、デポジション層（堆積層）の付着、酸系エッチング液の使用（ウェットエッチング処理）、Ｏ2アッシング、その他ドライエッチングガスの使用（ドライエッチング処理）を要因として生成されるものが想定される。すなわち、これらの要因により、有機膜パターンは物理的、化学的ダメージを受けて変質化するのであるが、その変質化の程度や特性は、ウェットエッチング処理における使用薬液の種類、ドライエッチング処理の一種であるプラズマ処理における等方性・異方性の差、有機膜パターン上における堆積物の有無、ドライエッチング処理における使用ガスの種類などに応じて大きく異なるため、変質層の除去のし易さにも違いが生じる。
【００１０】
また、アッシング処理により除去すべき有機膜パターン表面の堆積層としては、ドライエッチング処理によるものが想定される。この堆積層の特性も、ドライエッチング処理の一種であるプラズマ処理における等方性・異方性の差、ドライエッチング処理における使用ガスの種類などに応じて大きく異なるため、堆積層の除去のし易さにも違いが生じる。
【特許文献１】特開２００２−３３４８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、ドライ処理方法であるアッシング処理は、大きく分けると２種類有る。
【００１２】
Ａ１）１つ目は、プラズマ処理以外（紫外線光などの波長の短い光エネルギーや、熱を用いたオゾン処理など）の処理である。プラズマ処理以外のアッシング処理は、対象物（ここでは、有機膜や下地膜等）へのダメージは小さいが、処理速度は遅い。よって、プラズマ処理以外のアッシング処理は、有機膜パターンや下地膜の表面状態変化（濡れ性向上）に用いられる程度であり、有機膜表面の変質層の除去や、ドライ剥離のような高速な処理を必要とされる場合には、ほとんど用いられることがない。ただし、プラズマ処理以外のアッシング処理であっても、唯一、非常に高温な熱と共にオゾンガス処理するという手法が、そのような高速な処理として用いられる場合がある。しかし、この手法には、有機膜が熱硬化し、ウエット剥離出来ない程の大きな変質化、ダメージを残す問題があるため、これもあまり一般化していない。
【００１３】
Ａ２）２つ目は、プラズマ処理である。プラズマ処理は、放電方法により更に２つに分けられる。Ａ２−１）その１つ目は、高圧、低パワー、等方性のプラズマ処理である。Ａ２−２）２つ目は、低圧、高パワー、異方性のプラズマ処理の場合である。このプラズマ処理は、どちらも、前記Ａ１）の“プラズマ処理以外のアッシング処理”よりも処理速度は速い。また、Ａ２−１）の処理よりもＡ２−２）の処理の方が処理速度が速い。このように、プラズマ処理は、いずれも処理速度が速いため、有機膜パターンや下地膜の表面状態変化（濡れ性向上）は短時間の処理で行うことができるとともに、有機膜表面の変質層の除去や、ドライ剥離のような高速な処理にも適用される。しかしながら、プラズマ処理は、いずれも対象物へのダメージがＡ１）の場合よりも大きい。
【００１４】
特に有機膜表面の変質層の除去の目的において従来用いられるドライ処理としては、Ａ１）の処理（プラズマ処理以外の処理）は不充分である。また、Ａ２）のプラズマ処理のうち、Ａ２−２）の異方性のプラズマ処理は、当初の変質層は充分に除去することができるが、大きなダメージが残り有機膜の新たな変質層が大きく形成されることとなる。従って、Ａ２−２）の異方性のプラズマ処理は、有機膜表面の変質層の除去の目的に用いることは無意味である。よって、Ａ２−１）の等方性のプラズマ処理が、この目的の場合には最も一般的に用いられる。
【００１５】
しかしながら、特に特許文献１に記載の有機膜パターンの加工処理を行う基板処理方法では、有機膜パターンに薬液（主に有機溶剤）を浸透させ変形させる処理（溶解変形処理）を均一化する目的で、その溶解変形処理前に有機膜パターン表面の変質層を除去する場合において、Ａ２−２）の異方性のプラズマ処理はもちろん、Ａ２−１）の等方性のプラズマ処理を用いても、有機膜表面の当初の変質層を完全に除去することと、そのプラズマ処理による新たなダメージに起因して有機膜に微小な変質層が形成され残存してしまうのを完全に防止することは困難である。
【００１６】
そして、このようにプラズマ処理により新たに形成され残存する有機膜の微小な変質層でさえも、溶解変形処理の均一性を阻害しているという問題点を、本発明者は見出した。
【００１７】
つまり、特許文献１の技術では、有機膜パターンに、プラズマ処理によるダメージと微小な変質層が残る結果として、溶解変形処理の均一性が不十分となるため、該溶解変形処理後に行われる下地膜加工で不良が発生してしまう可能性がある。
【００１８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、特許文献１に記載の有機膜パターンの加工処理を改善した基板処理方法であり、有機膜パターン或いは基板に与えるダメージを抑制することが可能な基板処理方法及びそれに用いる薬液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】
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明の基板処理方法は、基板上に形成された有機膜パターンを加工する有機膜パターン加工処理を備える基板処理方法において、前記有機膜パターン加工処理では、前記有機膜パターンの表面（表層部）に形成された変質層又は堆積層を除去する除去処理と、前記有機膜パターンを溶解させ変形させる溶解変形処理と、をこの順に行い、前記除去処理の少なくとも一部を、前記有機膜パターンに対する薬液処理により行うことを特徴としている。
【００２０】
すなわち、本発明では、基板上に形成された有機膜パターンを溶解させ変形させる溶解変形処理を行うに際し、その前処理として、有機膜パターンの表面の変質層又は堆積層を除去する除去処理の少なくとも一部をウエット処理である薬液処理により行うことによって、基板や有機膜パターンにダメージを与えずに変質層又は堆積層を除去することができ、その後の溶解変形処理において均一な処理を実現することができる。
【００２１】
また、溶解変形処理は、例えば、基板上に形成された有機膜パターンに薬液（主に有機溶剤）を浸透させ変形（主に溶解リフロー変形）させることにより行う。溶解変形処理は、より具体的には、例えば、薬液（主に有機溶剤）を（Ｎ2バブリング等により）ガス化し、その雰囲気に基板を暴露させるガス雰囲気処理により行う。
【００２２】
溶解変形処理は、具体的には、例えば、有機膜パターンの面積を拡大させたり、隣設された有機膜パターンを相互に一体化させたり、有機膜パターンを平坦化させたり、基板上に形成された回路パターンを覆う絶縁膜となるように有機膜パターンを変形させたりする目的で行うことが挙げられる。
【００２３】
本発明の第一の基板処理方法は、溶解変形処理の前処理としての除去処理の全てを薬液処理により行うことを特徴としている。すなわち、第一の基板処理方法の有機膜パターン加工処理では、前記有機膜パターンの表面に形成された変質層又は堆積層を前記有機膜パターンに対する薬液処理により除去する除去処理と、前記有機膜パターンを溶解させ変形させる溶解変形処理と、をこの順に行う。
【００２４】
更には、それらの処理を安定化させる為に、事前に基板温度を適正な処理温度に調整する温度調整処理（主に冷却）や、溶解変形処理後の有機膜パターンのベーキングの為に、加熱処理（この加熱処理は、温度調整処理での温度調節範囲を拡大することによって実現することもできる）を追加するのが好ましい。
【００２５】
そのような本発明の第一の基板処理方法の工程を示すのが図１である。図１に示すように、第一の基板処理方法では、薬液処理（ステップＳ１）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【００２６】
本発明の第二の基板処理方法は、溶解変形処理の前処理としての除去処理の全てをウェット処理である薬液処理により行うのではなく、除去処理では、ドライ処理であるアッシング処理と、ウェット処理である薬液処理と、をこの順に行うことを特徴としている。すなわち、第二の基板処理方法の有機膜パターン加工処理では、アッシング処理の後に薬液処理で仕上げ処理するようにして除去処理を行った後で、溶解変形処理を行う。
【００２７】
ここで、アッシング処理は、変質層又は堆積層の中でも特に表層部のみを除去するのに適用し、残りの変質層又は堆積層は、ウェット処理である薬液処理により行うことが好ましい。
【００２８】
第二の基板処理方法の場合、除去処理の全てをアッシング処理により行う従来技術と比べ、アッシング処理の時間を短縮できるので、基板や有機膜パターンのダメージを低減することができる。また、薬液処理の前にアッシング処理を行うので、薬液処理のみでは除去できないような強固な変質層又は堆積層が存在する場合にもその除去を容易に行うことができる。
【００２９】
第二の基板処理方法の場合にも、第一の基板処理方法の場合と同様に、各処理を安定化させる為に、事前に基板温度を適正な処理温度に調整する温度調整処理（主に冷却）や、溶解変形処理後の有機膜パターンのベーキングの為に、加熱処理（温度調整処理での温度調節範囲を拡大することによって実現することもできる）を追加するのが好ましい。
【００３０】
そのような本発明の第二の基板処理方法の工程を示すのが図２である。図２に示すように、第二の基板処理方法では、アッシング処理（ステップＳ７）、薬液処理（ステップＳ１）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【００３１】
ここで、薬液処理において用いられる薬液としては、アルカリ性の薬品、酸性の薬品及び有機溶剤のうちの少なくとも何れか１つを含有する薬液が用いられる。つまり、薬液処理において用いられる薬液は、アルカリ性の薬品、酸性の薬品及び有機溶剤のうちの何れか１つを含有する薬液であっても良いし、アルカリ性の薬品、酸性の薬品及び有機溶剤のうちの何れか複数の混合物を含有する薬液であっても良い。
【００３２】
このうち有機溶剤は、アミン系の材料を含有していることが挙げられ、アルカリ性の薬品は、アミン系の材料と水とを含有していることが挙げられる。
【００３３】
また、薬液処理において用いられる薬液は、有機溶剤とアミン系の材料とを含有しているものであっても良い。或いは、薬液処理において用いられる薬液は、アルカリ性の薬品とアミン系の材料とを含有しているものであっても良い。
【００３４】
アミン系の材料の具体例としては、例えば、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソピルアミン、ジイソピルアミン、トリイソピルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ヒドロキシルアミン、ジエチルエヒドロキシルアミン、無水ジエチルエヒドロキシルアミン、ピリジン、ピコリンなどが挙げられる。
【００３５】
更に、薬液処理において用いられる薬液には、防食剤が添加されていても良い。
【００３６】
また、本発明の第三の基板処理方法は、前記有機膜パターンが感光性有機膜である場合に適用される方法であり、本発明の第一、第二の基板処理方法における薬液処理が、前記薬液として、少なくとも有機膜パターンの現像機能をもつ薬液（以下、現像機能液と呼ぶ）を用いる現像処理を含むことを特徴としている。
【００３７】
この現像機能液は、例えば、現像液を少なくとも含むように構成することができる。
【００３８】
現像機能液としては、例えば、主成分としてのＴＭＡＨ(水酸化テトラメチルアンモニウム)を０．１から１０．０Wt％の範囲で含有する有機アルカリ水溶液、又は、NａOH（水酸化ナトリウム）やＣａＯＨ（水酸化カルシウム）などの無機アルカリ水溶液がある。
【００３９】
本発明の第三の基板処理においては、基板上に当初の前記有機膜パターンを形成して以後、現像処理を行うまでの間は、有機膜パターンを無感光状態を保つことが好ましい。
【００４０】
また、本発明の第四の基板処理方法は、本発明の第三の基板処理方法において、前記現像処理の前に、有機膜パターンを感光させる露光処理を追加して行うことを特徴としている。
【００４１】
第四の基板処理方法によれば、有機膜パターンを感光させる露光処理を現像処理の前に行うので、現像処理以前に有機膜パターンが受けた感光量に基板間や基板内でのバラツキがある場合にも、各基板或いは基板の全面における感光量を全て十分な状態とすることができるため、そのバラツキを実質的に解消することができ、その後の現像処理による効果を均一化することができる。
【００４２】
本発明の第四の基板処理においては、基板上に当初の前記有機膜パターンを形成して以後、露光処理を行うまでの間は、有機膜パターンを無感光状態を保つことが好ましい。
【００４３】
また、本発明の第五の基板処理方法は、本発明の第三、第四の基板処理方法において、現像処理の前に、更に薬液処理を追加して行うことを特徴としている。
【００４４】
また、本発明の第六の基板処理方法は、本発明の第一乃至第五の基板処理方法において、溶解変形処理による変形後或いは変形前の有機膜パターンをマスクとして該有機膜パターンの下地膜をエッチングによりパターン加工する下地膜加工処理を更に追加して行うことを特徴としている。
【００４５】
また、本発明の第七の基板処理方法は、本発明の第六の基板処理方法の下地膜加工処理、特に、溶解変形処理前に行う下地膜加工処理を、ウェットエッチング処理、又は、低ダメージ及びデポジションの少ないドライエッチング処理を用いて行うことを特徴としている。第七の基板処理方法によれば、有機膜パターン表面に形成される変質層をなるべく酸化膜のみにすること、又は、該変質層や堆積層を、なるべくダメージ及びデポジションの少ない膜とすることができる。
【００４６】
加えて、本発明の基板処理方法では、各処理の安定性を高めるために、各処理の前後に基板を加熱、冷却する為、または基板温度を調整する為に、加熱処理、温度調整処理を適宜追加する場合もある。
【００４７】
ここで、除去処理により除去すべき有機膜パターン表面の変質層は、例えば、時間放置劣化、熱酸化、熱硬化、有機膜パターンに対するウェットエッチング液処理、有機膜パターンに対するアッシング処理（すなわちＯ2ガスによるプラズマ放電処理、オゾン及び加熱処理、紫外線処理）の何れかによる変質によりもの、又は、有機膜パターンに対するドライエッチングによるデポジションを伴う変質によるものである場合が想定される。
【００４８】
また、除去処理により除去すべき有機膜パターン表面の堆積層は、有機膜パターンに対するドライエッチングによるデポジションによるものである場合が想定される。
【００４９】
そして、除去処理では、（１）少なくとも有機膜パターン表面の変質層又は堆積層を除去する効果、（２）有機膜パターン表面の変質層又は堆積層を選択的に除去する効果、（３）有機膜パターン表面の変質層を除去し、変質していない有機膜パターンを露出及び残存させる効果、又は、（４）有機膜パターン表面の堆積層を除去し、有機膜パターンを露出及び残存させる効果、のうちの何れかを達成することが必要である。
【００５０】
ここで、有機膜パターンの変質化の程度や特性は、ウェットエッチング処理における使用薬液の種類、ドライエッチング処理の一種であるプラズマ処理における等方性・異方性の差、有機膜パターン上における堆積物の有無、ドライエッチング処理における使用ガスの種類などに応じて大きく異なるため、変質層の除去のし易さにも違いが生じる。よって、本発明の第一乃至第七の基板処理における除去処理の種類は、有機膜パターンの程度や性質に合わせて、適宜に選択する必要がある。
【００５１】
更に、本発明においては、有機膜パターン加工処理の始めに加熱処理を追加して施すようにしても良い。この加熱処理は、例えば、有機膜パターン加工処理以前の処理工程において有機膜パターン内、又は下部に染み込んだ水分、酸、アルカリ溶液を除去する目的、或いは、有機膜パターンと下地膜や基板との密着力が低下している場合に該密着力を回復する目的で行う。そのような加熱処理の例としては、５０〜１５０℃の温度で、６０〜３００秒の処理を行うことが挙げられる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、基板上に形成された有機膜パターンを加工する有機膜パターン加工処理を備える基板処理方法において、有機膜パターン加工処理では、有機膜パターンの表面（表層部）に形成された変質層又は堆積層を除去する除去処理と、有機膜パターンを溶解させ変形させる溶解変形処理と、をこの順に行い、除去処理の少なくとも一部を、有機膜パターンに対する薬液処理により行うので、該除去処理におけるアッシング処理の必要を無くしたり、或いは、アッシング処理の時間を短縮することができるので、有機膜パターン或いは基板に与えるダメージを低減することができる。
【００５３】
よって、例えば、有機膜パターンの面積を拡大させたり、隣設された有機膜パターンを相互に一体化させたり、有機膜パターンを平坦化させたり、基板上に形成された回路パターンを覆う絶縁膜となるように有機膜パターンを変形させたりする溶解変形処理において、均一な処理を行うことができ、不良の発生を抑制することが可能となる。
【００５４】
すなわち、従来は、それらの溶解変形処理の前に、有機膜パターンにおける変質層を除去する目的でアッシング処理を施していたが、このアッシング処理では変質層を完全に除去することが困難であるとともに、該アッシング処理による新たなダメージに起因する微小な変質層の形成と残存を完全に防止することも困難であり、溶解変形処理において均一な処理を行ったり、不良の発生を抑制したりすることが困難であった。
【００５５】
それに対し、本発明の場合には、溶解変形処理の前に行う除去処理の少なくとも一部を、薬液処理により行うので、有機膜パターンの表面や基板へのダメージを最小限に抑制することができる。よって、溶解変形処理において、均一な処理を行うことができ、不良の発生を抑制することができる。
【００５６】
更に、基板上に形成された当初の有機膜パターンが、少なくとも２段階以上の膜厚に形成された有機膜パターンである場合に、上記の現像処理（ステップＳ５）を行うことにより、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に更に薄くしたり、或いは、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に除去する場合には、特に、当初の有機膜パターンを形成する際の初期露光の後、現像処理を行うまでの間、基板を無露光（無感光）状態に保っておくこと（すなわち、基板上に当初の前記有機膜パターンを形成して以後、前記有機膜パターン加工処理までの間は、有機膜パターンを感光させない状態に保つこと）を、行った方が、前記２段階以上の膜厚を有する有機膜パターンにおいて、膜厚が薄い薄膜部を選択的に更に薄くしたり、或いは、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に除去する場合に、よりその選択性を高く保つことが出来る 。
【００５７】
これは、従来のこの種の２段階以上の膜厚を有する感光性有機膜パターンにおいて、膜厚が薄い薄膜部を選択的に更に薄くしたり、或いは、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に除去する場合に、主にＯ2ガスを用いたドライエッチング、又はアッシング（異方性が主）により行っていた手法に比較し、１）主に薬液（又は現像）処理によるウエット処理で行うことによる有機膜パターン、下地膜へのダメージ低減という効果に加えて、２）有機膜パターンの感光性の有無による現像速度の差を利用した効果的で、選択性の高い処理（膜厚が薄い薄膜部の更に薄く、或いは、除去）が実現できる効果をもたらすためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。
【００５９】
本発明の実施形態に係る基板処理方法は、例えば、図５に示される基板処理装置１００又は図６に示される基板処理装置２００を用いて行うことができる。
【００６０】
これら基板処理装置１００、２００は、基板に対し各種処理（後述）を施すための処理ユニット（後述）を必要に応じて選択的に備えることが可能となっている。
【００６１】
これら基板処理装置１００、２００に備えられる処理ユニットの候補は、例えば、図７に示すように、簡易露光処理ユニット１７、加熱処理ユニット１８、温度調整処理ユニット１９、現像処理ユニット２０、薬液処理ユニット２１、ガス雰囲気処理ユニット２２及びアッシング処理ユニット２３の７種類である。
【００６２】
図７に示す処理ユニットのうち、簡易露光処理ユニット１７は、基板上に形成された有機膜パターンに対し露光処理を施すためのユニットであり、基板の所望範囲（基板全面又は一部；例えば、基板面積の１／１０以上の範囲）に含まれる有機膜パターンに対する露光が可能に構成されている。簡易露光処理ユニット１７による露光は、基板の所望範囲に対する一括した露光であっても良いし、或いは、基板の所望範囲内で露光スポットを走査させることにより該範囲内を隈無く露光させるのであっても良い。簡易露光処理ユニット１７にて露光に使用する光は、紫外線光（ＵＶ光）、蛍光、自然光或いはその他の光である。
【００６３】
加熱処理ユニット１８は、基板に対し加熱処理（ベーキング）を施すためのものであり、その加熱温度は、例えば、８０℃〜１８０℃、或いは、１００℃〜１５０℃の範囲で調節することが可能となっている。加熱処理ユニット１８は、例えば、基板を略水平状態に保持するステージと、このステージが内部に配されたチャンバーと、を備える。
【００６４】
温度調整処理ユニット１９は、基板の温度制御を行うためのものであり、その調温範囲は、例えば、１０℃〜５０℃、或いは、１０℃〜８０℃となっている。この温度調整処理ユニット１９は、例えば、基板を略水平状態に保持するステージと、このステージが内部に配されたチャンバーと、を備える。
【００６５】
薬液処理ユニット２１は、基板に対し薬液処理を行うためのものである。
【００６６】
この薬液処理ユニット２１は、例えば、図８に示すように、薬液を蓄える薬液タンク３０１と、内部に基板５００が配されるチャンバー３０２と、を備えている。チャンバー３０２は、薬液タンク３０１より圧送される薬液を基板５００上に供給するための可動ノズル３０３と、基板５００を略水平状態で保持するステージ３０４と、該チャンバー３０２内より廃液及び排気を排出するための排出口３０５と、を備えている。
【００６７】
このような薬液処理ユニット２１においては、薬液タンク３０１内に窒素ガスを圧送することにより、該薬液タンク３０１内の薬液を可動ノズル３０３を介して基板５００上に供給することができる。なお、可動ノズル３０３は、例えば、水平方向に可動となっている。また、ステージ３０４は、例えば、その板状の本体部より起立する複数のピンにより基板５００を下面側から点支持するように構成されている。
【００６８】
或いは、薬液処理ユニット２１は、薬液を蒸気化して基板上に供給可能なドライ式のものであっても良い。
【００６９】
なお、薬液処理ユニット２１で用いる薬液（薬液タンク３０１内に蓄えられる薬液）は、例えば、酸、有機溶剤、アルカリのうちの少なくとも何れか１つを含むものである。
【００７０】
現像処理ユニット２０は、基板に対し現像処理（再現像処理）を行うためのものであり、例えば、薬液処理ユニット２１の薬液タンク３０１内に蓄える薬液を現像液とし、それ以外は薬液処理ユニット２１と同様に構成することもできる。
【００７１】
ガス雰囲気処理ユニット２２は、基板に各種ガスを暴露させるガス雰囲気処理を行うことにより基板上の有機膜パターンを溶解させ変形させる溶解変形処理を行うためのユニットである。
【００７２】
ガス雰囲気処理ユニット２２は、例えば、図９及び図１０に示すように、バブリングによりガス（処理ガス）を生成するためのバブリング容器４０１と、内部に基板５００が配されるチャンバー４０２と、を備えている。チャンバー４０２は、バブリング容器４０１からの処理ガスを該チャンバー４０２内に導入するためのガス導入口４０３と、該チャンバー４０２内よりガスを排気するための排気孔４０４と、基板５００を略水平状態で保持するステージ４０５と、チャンバー４０２内並びにバブリング容器４０１を所望の温度に制御するための温度制御機構（図示略）と、を備えている。なお、より具体的には、例えば、互いに平面位置が異なる複数のガス導入口４０３と、ガス導入口４０３からのガスを拡散させてステージ４０５上の基板５００側に供給するため多数の孔部が全面に分散配置されたガス吹出板４０６と、を備えるタイプ（図９）であっても良いし、或いは、１つのガス導入口４０３と、ガス導入口４０３からのガスを回転により攪拌する攪拌部材４０７と、を備えるタイプ（図１０）であっても良い。
【００７３】
このようなガス雰囲気処理ユニット２２においては、液体原料（例えば、有機溶剤）を蓄えたバブリング容器４０１内に窒素ガスを導入してバブリングを行い、バブリングにより生成したガス（処理ガス）をガス導入口４０３よりチャンバー内４０２に導入して、基板５００上に供給する（基板にガスを暴露させる）ことができる。
【００７４】
アッシング処理ユニット２３は、プラズマ放電処理（酸素、又は、酸素及びフッ素の雰囲気中で行う）、紫外線光などの波長の短い光エネルギーを用いた処理、及び、その光エネルギー或いは熱を用いたオゾン処理のうちの何れか、或いはその他の処理により、基板上の有機膜パターンのエッチングを行うユニットである。
【００７５】
また、図５に示すように、基板処理装置１００は、基板（例えば、ＬＣＤ基板或いは半導体ウェハ）を収納するためのカセットＬ１が載置されるカセットステーション１と、カセットＬ１と同様のカセットＬ２が載置されるカセットステーション２と、各種処理ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ６、Ｕ７、Ｕ８及びＵ９が配置される処理ユニット配置区域３、４、５、６、７、８、９、１０及び１１と、各カセットステーション１，２及び各処理ユニットＵ１〜Ｕ９の相互間での基板搬送を行う基板搬送ロボット（基板搬送機構）１２と、この基板搬送ロボット１２による基板搬送と各処理ユニットＵ１〜Ｕ９で実行される処理とを各種の基板処理方法に応じて適宜に制御する制御機構２４と、を備えている。
【００７６】
カセットＬ１、Ｌ２のうち、例えば、カセットＬ１は、基板処理装置１００による処理前の基板の収納に用いられ、カセットＬ２は、基板処理装置１００による処理完了後の基板の収納に用いられる。
【００７７】
また、各種処理ユニット配置区域３〜１１に設置される各種処理ユニットＵ１〜Ｕ９としては、図７に示す７種類の処理ユニットのうちの何れか１つずつを、用途プロセスに応じて選択可能となっている。
【００７８】
なお、用途プロセスにて必要とされる処理の種類或いは処理能力に応じては、選択される処理ユニットの数量も適宜に調節可能である。従って、処理ユニット配置区域３〜１１には、何れの処理ユニット１７〜２３も選択・設置されない区域が含まれていても良い。
【００７９】
また、制御機構２４は、各種用途プロセスに応じたプログラムを選択的に実行することにより、基板搬送ロボット１２及び各処理ユニットＵ１〜Ｕ９の動作制御を行う。
【００８０】
すなわち、制御機構２４は、各種用途プロセスに応じた処理順序のデータに基づいて基板搬送ロボット１２による基板搬送順序を制御し、各カセットステーション１，２及び各処理ユニットＵ１〜Ｕ９からの基板取り出しや、それらへの基板収納、載置等を所定の順序通りに行わせる。
【００８１】
また、制御機構２４は、各種用途プロセスに応じた処理条件データに基づいて各処理ユニットＵ１〜Ｕ９による処理の実行制御を行う。
【００８２】
なお、図５に示す基板処理装置１００は、該基板処理装置１００が備える各処理ユニットによる処理順序を、用途に応じて変更可能に構成されている。
【００８３】
他方、図６に示す基板処理装置２００は、該基板処理装置２００が備える各処理ユニットによる処理順序が固定的となっている。
【００８４】
図６に示すように、基板処理装置２００は、カセットＬ１が載置されるカセットステーション１３と、カセットＬ２が載置されるカセットステーション１６と、各種処理ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ６及びＵ７が配置される各種処理ユニット配置区域３、４、５、６、７、８及び９と、カセットステーション１３のカセットＬ１から処理ユニット配置区域３の処理ユニットＵ１へ基板を搬送する基板搬送ロボット１４と、処理ユニット配置区域９の処理ユニットＵ７からカセットステーション１６のカセットＬ２へ基板を搬送するための基板搬送ロボット１５と、これら基板搬送ロボット１４，１５による基板搬送と各処理ユニットＵ１〜Ｕ９間での基板搬送と各処理ユニットＵ１〜Ｕ９で実行される処理とを各種の基板処理方法に応じて適宜に制御する制御機構２４と、を備えている。
【００８５】
基板処理装置２００では、各処理ユニットによる処理順序が固定的であり、上流側の処理ユニットから順に（図６の矢印Ａ方向に）連続処理するように構成されている。
【００８６】
基板処理装置２００も、各種処理ユニット配置区域３〜９に設置される各種処理ユニットＵ１〜Ｕ７として、図７に示す７種類の処理ユニットのうちの何れか１つずつを、用途プロセスに応じて選択可能となっている。また、用途プロセスにて必要とされる処理の種類或いは処理能力に応じては、選択される処理ユニットの数量も適宜に調節可能であり、処理ユニット配置区域３〜９には、何れの処理ユニット１７〜２３も選択・設置されない区域が含まれていても良い。
【００８７】
このように、本発明の実施形態に係る基板処理方法に用いて好適な基板処理装置１００、２００は、基板上に形成された有機膜パターンを加工する有機膜パターン加工処理を施すために、基板搬送機構（基板搬送ロボット）とカセット設置部（カセットステーション）の他に、上記７種類の処理ユニットのうちの適宜に選択された処理ユニットを一体的に備えて構成されている。
【００８８】
なお、基板処理装置１００、２００に設置する処理ユニットの数量をそれぞれ９個、７個とした例を図５、図６に示しているが、それらの数量は、用途プロセスの種類や処理能力、コストの観点により適宜に増減させた構成としても良い。
【００８９】
また、例えば、カセットＬ１及びＬ２の２つのカセットを用いる例を説明したが、必要な処理能力、コストの観点により、カセットの数量は適宜に増減させた構成としても良い。
【００９０】
また、基板処理装置１００，２００に備えられる処理ユニットとしては、上記の７種類の処理ユニットの他にも、例えば、微細パターン露光を伴う露光処理ユニット、エッチング（ドライ、又はウェット）処理ユニット、レジスト塗布ユニット、および密着強化処理（密着強化剤処理等）、表面洗浄（ドライ洗浄：ＵＶ光、プラズマ使用等、ウェット洗浄：洗浄液使用等）処理ユニット等を追加することも可能であり、更に全体的な処理を効率的に行うことも可能である。
【００９１】
エッチング処理ユニットを備える場合、例えば、有機膜パターンをマスクとして下地膜（例えば基板表面）のパターン加工（下地膜加工処理）を行うことができる。
【００９２】
ここで、エッチング処理ユニットは、薬液処理ユニット２１で用いる薬液として、下地膜のパターン加工が可能な薬液（すなわち酸を含むエッチング液、またはアルカリを含むエッチング液）を用いることにより、薬液処理ユニット２１で代用できる。
【００９３】
また、処理の均一化の目的のために、基板処理装置は同一の処理ユニットを複数個備えるものとし、複数個備えられた同一の処理ユニットにより、それぞれ基板に同一の処理を施すこと、すなわち、同一の処理を流れ作業により複数回繰り返し行うことも好ましい。
【００９４】
更に、複数個備えられた同一の処理ユニットによる処理を、それぞれ基板の向きをその板面内において互いに異ならせて（例えば、反対向きにして）行うことも好ましい。この場合、基板処理装置は、複数個備えられた同一の処理ユニットによる処理を、それぞれ基板の向きをその板面内において互いに異ならせて行う機能を有することが好ましく、このように構成することにより、基板の向きの変更を作業者の手に頼らずに自動的に行うことができる。
【００９５】
或いは、同一の処理ユニットは１つだけ備える場合に、その一の処理ユニットによる処理を、基板の向きをその板面内において互いに異ならせて複数回に分けて行うことも好ましい。この場合、少なくとも、相互に反対向きの複数方向にて、それぞれ基板に処理を行うことが、より好ましい。これらの場合、基板処理装置は、少なくとも何れか１つの処理ユニットによる処理を、基板の向きをその板面内において互いに異ならせて複数回に分けて行う機能を有することが好ましい。
【００９６】
或いは、一の処理ユニットによる処理には、基板の板面において一方向への処理と、それとは異なる方向（例えば、反対方向）への処理と、が含まれることも好ましい。この場合、基板処理装置は、少なくとも何れか１つの処理ユニットによる処理として、基板の板面において一方向への処理と、それとは異なる方向への処理と、を行う機能を有することが好ましい。
【００９７】
次に、好適な実施形態の例（具体的な基板処理方法の例）について説明する。
【００９８】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態では、本発明の第一の基板処理方法を説明する。
【００９９】
第１の実施形態に係る基板処理方法は、例えば、（１）有機膜（主にレジスト膜）パターンをマスクとして下地膜（すなわち例えば基板自体）のエッチングを行う場合に、下地膜のエッチング形状をテーパー化（例えば、特許文献１参照）したり、或いは、エッチング寸法を微細化したり（有機膜パターンの面積拡大或いはコンタクト孔の微細化の結果としてのエッチング寸法微細化）する目的、（２）有機膜（主にレジスト膜）パターンをマスクとして下地膜のエッチングを行う場合に、溶解変形処理の前後で下地膜のエッチングを行う（溶解変形処理前、溶解変形処理後の有機膜パターンをマスクとして該有機膜パターンの下地膜をパターン加工する）ことで、下地膜のエッチング形状を２段階形状化したり、形状が相互に大きく異なる２種類のパターンに形成したり、分離パターンと結合パターン（例えば、特許文献１の図２及び図３参照；隣設された有機膜パターンを相互に一体化させる処理を含む）を形成したりする目的、（３）有機膜パターンが絶縁性の場合に、該有機膜パターンを回路パターンの絶縁膜となるように変形させる（基板上に形成された回路パターンを覆う絶縁膜となるように有機膜パターンを変形させる）目的などに用いられる。
【０１００】
すなわち、第１の実施形態に係る基板処理方法は、上記（１）〜（３）の目的の各々において、有機膜パターンを加工する工程に関する。
【０１０１】
図１は、第１の実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。
【０１０２】
図１に示すように、第１の実施形態に係る基板処理方法では、薬液処理（ステップＳ１）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【０１０３】
このうち薬液処理（ステップＳ１）により除去処理が構成さ、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）により溶解変形処理が構成されている。
【０１０４】
ステップＳ１は、有機膜パターンの表面（表層部）の変質層の除去、又は、有機膜パターン表面上の堆積層の除去を目的とした薬液（酸性溶液、アルカリ性溶液、有機溶剤溶液等）処理であり、薬液処理ユニット２１を用いて行われる。
【０１０５】
なお、ステップＳ１の薬液処理により、変質層又は堆積層の除去とともに、有機膜パターンに覆われていない基板表面の濡れ性を改善することもできる。
【０１０６】
また、薬液処理では、有機膜パターンの表層部の変質層のみ、又は、有機膜パターン表面上の堆積層のみを、選択的に除去できるように、その処理時間を設定したり、使用薬液を選択することが好ましい。
【０１０７】
そして、このように変質層又は堆積層を除去する結果として、変質していない有機膜パターンを露出及び残存させたり、堆積層に覆われていた有機膜パターンを露出及び残存させたりする。
【０１０８】
ここで、除去処理（本実施形態の場合、薬液処理のみ）により除去すべき変質層は、有機膜パターンの表層部が、時間放置劣化、熱酸化、熱硬化、デポジション層（堆積層）の付着、酸系エッチング液の使用（ウェットエッチング液処理）、アッシング処理（Ｏ2アッシングなど）、その他ドライエッチングガスの使用（ドライエッチング処理）を要因として変質し、生成されるものが想定される。すなわち、これらの要因により、有機膜パターンは物理的、化学的ダメージを受けて変質化するのであるが、その変質化の程度や特性は、ウェットエッチング処理における使用薬液の種類、ドライエッチング処理の一種であるプラズマ処理における等方性・異方性の差、有機膜パターン上における堆積物の有無、ドライエッチング処理における使用ガスの種類など、各種の生成要因に応じて大きく異なるため、変質層の除去のし易さにも違いが生じる。
【０１０９】
また、除去処理により除去すべき堆積層としては、ドライエッチング処理に伴い堆積した堆積層が想定される。この堆積層の特性も、ドライエッチング処理の一種であるプラズマ処理における等方性・異方性の差、ドライエッチング処理における使用ガスの種類などの生成要因に応じて大きく異なるため、堆積層の除去のし易さにも違いが生じる。
【０１１０】
よって、薬液処理の時間の長さや、薬液処理で用いる薬液の種類は、変質層又は堆積層の除去し易さに応じて適宜に設定或いは選択する必要がある。
【０１１１】
薬液処理で用いられる薬液としては、例えば、アルカリ性の薬品を含有した薬液、酸性の薬品を含有した薬液、有機溶剤を含有した薬品、有機溶剤とアミン系の材料とを含有した薬液、アルカリ性の薬品とアミン系の材料とを含有した薬液の何れかが用いられる。
【０１１２】
ここで、アルカリ性の薬品は、例えば、アミン系の材料と水とを含有してなるものであることが挙げられ、有機溶剤は、例えば、アミン系の材料を含有してなるものであることが挙げられる。
【０１１３】
更に、薬液処理で用いられる薬液は、防食剤を含有したものであっても良い。
【０１１４】
アミン系の材料の具体例としては、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ヒドロキシルアミン、ジエチルエヒドロキシルアミン、無水ジエチルエヒドロキシルアミン、ピリジン、ピコリンなどが挙げられる。つまり、薬液は、アミン系の材料を含有する場合、これらの材料のうちの何れか１種を含有していても良いし、何れか複数種を含有していても良い。なお、薬液は、アミン系の材料を含有する場合、アミン系の材料を０．０１から１０Wt％（０．０１重量％以上１０重量％以下）の範囲で含有する水溶液であることが挙げられる。
【０１１５】
ステップＳ２の温度調整処理は、ガス雰囲気処理（ステップ３）の前に予め温度を安定化させる（事前温度安定化）ために行う。この温度調整処理による安定化温度は、例えば、１０℃〜５０℃である。この温度調整処理は、ガス雰囲気処理の処理温度に保たれた温度調整処理ユニット１９のステージ上に基板を載置し、基板温度が該処理温度に達するまで（例えば、３分〜５分）行う。
【０１１６】
なお、これら薬液処理及び温度調整処理は、それぞれ、後のガス雰囲気処理（ステップＳ３）において有機膜パターンにガスを浸透し易くさせ、該ガス雰囲気処理の効率及び質を向上させる効果を奏する。
【０１１７】
ステップＳ３のガス雰囲気処理では、ガス雰囲気処理ユニット２２を用いて基板に対し各種ガス（例えば、有機溶剤を原料として生成する）を暴露することにより、基板上の有機膜パターンを溶解させ変形させる（溶解変形処理）。つまり、ガス雰囲気処理は、例えば、有機溶剤のガス雰囲気中で行う。
【０１１８】
ここで、ガス雰囲気処理に用いて好適な有機溶剤を、上位概念としての有機溶剤と、それを具体化した下位概念の有機溶剤とに分けて、以下に示す。なお、Ｒはアルキル基又は置換アルキル基、Ａｒはフェニル基又はフェニル基以外の芳香環を示すものとする。
上位概念としての有機溶剤：
・アルコール類（Ｒ−ＯＨ）
・アルコキシアルコール類
・エーテル類（Ｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ｒ、Ａｒ−Ｏ−Ａｒ）
・エステル類
・ケトン類
・グリコール類
・アルキレングリコール類
・グリコールエーテル類
下位概念の有機溶剤：
・ＣＨ3ＯＨ、Ｃ2Ｈ5ＯＨ、ＣＨ3（ＣＨ2）ＸＯＨ
・イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）
・エトキシエタノール
・メトキシアルコール
・長鎖アルキルエステル
・モノエタノールアミン（ＭＥＡ）
・モノエチルアミン
・ジエチルアミン
・トリエチルアミン
・モノイソピルアミン
・ジイソピルアミン
・トリイソピルアミン
・モノブチルアミン
・ジブチルアミン
・トリブチルアミン
・ヒドロキシルアミン
・ジエチルエヒドロキシルアミン
・無水ジエチルエヒドロキシルアミン
・ピリジン
・ピコリン
・アセトン
・アセチルアセトン
・ジオキサン
・酢酸エチル
・酢酸ブチル
・トルエン
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ）
・ジエチルケトン
・ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）
・メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）
・ブチルカルビトール
・ｎ−ブチルアセテート（ｎＢＡ）
・ガンマーブチロラクトン
・エチルセロソルブアセテート（ＥＣＡ）
・乳酸エチル
・ピルビン酸エチル
・２−ヘプタノン（ＭＡＫ）
・３−メトキシブチルアセテート
・エチレングリコール
・プロピレングリコール
・ブチレングリコール
・エチレングリコールモノエチルエーテル
・ジエチレングリコールモノエチルエーテル
・エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノメチルエーテル
・エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル
・ポリエチレングリコール
・ポリプロレングリコール
・ポリブチレングリコール
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリジエチレングリコールモノエチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテル
・ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート
・ポリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル
・メチル−３−メトキシプロピオネート（ＭＭＰ）
・プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）
・プロピレングリコールモノプロピルエーテル（ＰＧＰ）
・プロピレングリコールモノエチルエーテル（ＰＧＥＥ）
・エチル−３−エトキシプロピオネート（ＦＥＰ）
・ジプロピレングリコールモノエチルエーテル
・トリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル
・プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート
・３−メトキシプロピオン酸メチル
・３−エトキシプロピオン酸エチル
・Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
なお、有機溶剤を原料として生成したガスを用いてガス雰囲気処理を行うのは、有機膜パターンが有機溶剤の浸透により溶解する場合である。例えば、有機膜パターンが水溶性、酸溶解性、アルカリ溶解性の場合は、水溶液、酸溶液或いはアルカリ溶液を原料として生成したガスを用いてガス雰囲気処理を行う場合も有り得る。
【０１１９】
ステップＳ４の加熱処理では、所定の加熱温度（例えば８０℃〜１８０℃）に保たれた加熱処理ユニット１８のステージ上に基板を載置して所定時間（例えば３分〜５分）保持する。この加熱処理を行うことにより、ガス雰囲気処理にて暴露したガスを有機パターン内により深く浸透させることができるとともに、溶解変形をより進行させることができる。
【０１２０】
なお、このような第１の実施形態の場合に用いられる基板処理装置は、例えば、各種処理ユニットＵ１〜Ｕ９又はＵ１〜Ｕ７として、少なくとも薬液処理ユニット２１、温度調整処理ユニット１９、ガス雰囲気処理ユニット２２及び加熱処理ユニット１８を備える基板処理装置１００又は２００である。
【０１２１】
基板処理装置１００の場合には、薬液処理ユニット２１、温度調整処理ユニット１９、ガス雰囲気処理ユニット２２及び加熱処理ユニット１８の配置は任意である。
【０１２２】
他方、基板処理装置２００の場合には、薬液処理ユニット２１、温度調整処理ユニット１９、ガス雰囲気処理ユニット２２及び加熱処理ユニット１８が、この順に、図６の矢印Ａ方向において配置されている必要がある。なお、基板処理装置２００の場合に各処理ユニットを処理順に配置する必要があるのは、以下に説明する各基板処理方法においても同様である。
【０１２３】
以上のような第１の実施形態によれば、薬液処理（ステップＳ１）により有機膜パターンの表面改質、有機膜パターンの表面の一部除去、或いは、基板表面の濡れ性改善を行った後で、溶解変形処理（ステップＳ３）を行うので、該溶解変形処理を制御性良く均一且つ効率的に行うことができ、上記した（１）〜（３）の目的を好適に達成することができる。
【０１２４】
ところで、ドライ処理方法であるアッシング処理は、大きく分けると２種類有る。
【０１２５】
Ａ１）１つ目は、プラズマ処理以外（紫外線光などの波長の短い光エネルギーや、熱を用いたオゾン処理など）の処理である。プラズマ処理以外のアッシング処理は、対象物（ここでは、有機膜や下地膜等）へのダメージは小さいが、その処理速度は遅い。よって、プラズマ処理以外のアッシング処理は、有機膜パターンや下地膜の表面状態変化（濡れ性向上）に用いられる程度であり、有機膜表面の一部変質層の除去や、ドライ剥離のような高速な処理を必要とされる場合には、ほとんど用いられることがない。ただし、プラズマ処理以外のアッシング処理であっても、唯一、非常に高温な熱と共にオゾンガス処理するという手法がそのような高速な処理として用いられる場合があるが、その場合には、有機膜が熱硬化し、ウエット剥離出来ない程の大きな変質化、ダメージを残す問題があるため、これもあまり一般化していない。
【０１２６】
Ａ２）２つ目は、プラズマ処理である。プラズマ処理には、更に２つの放電方法による場合がある。Ａ２−１）その１つ目は、高圧、低パワー、等方性のプラズマ処理である。Ａ２−２）２つ目は、低圧、高パワー、異方性のプラズマ処理の場合である。このプラズマ処理は、どちらも、前記Ａ１）の「プラズマ処理以外のアッシング処理」よりも処理速度は速い。また、Ａ２−１）の処理よりもＡ２−２）の処理の方が処理速度が速い。このように、プラズマ処理は、いずれも処理速度が速いため、有機膜パターンや下地膜の表面状態変化（濡れ性向上）は短時間の処理で行うことができるとともに、有機膜表面の一部変質層の除去や、ドライ剥離のような高速な処理にも適用される。しかしながら、プラズマ処理は、いずれも対象物へのダメージは、前記Ａ１）の場合よりも大きい。
【０１２７】
特に有機膜表面の一部変質層の除去の目的において従来用いられるドライ処理としては、Ａ１）の処理（プラズマ処理以外の処理）は不充分である。また、Ａ２）のプラズマ処理のうち、Ａ２−２）の異方性のプラズマ処理は、当初の一部変質層は充分に除去することができるが、大きなダメージが残り有機膜の新たな変質層が大きく形成されることとなるため、この目的に用いることは無意味である。従って、Ａ２−１）の等方性のプラズマ処理が、この目的の場合には最も一般的に用いられる。
【０１２８】
しかしながら、特に特許文献１に記載の有機膜パターンの加工処理を行う基板処理方法では、有機膜パターンに薬液（主に有機溶剤）を浸透させ変形させる処理（溶解変形処理）を均一化する目的で、その溶解変形処理前に有機膜パターン上の一部変質層を除去する場合において、Ａ２−２）の異方性のプラズマ処理はもちろん、Ａ２−１）の等方性のプラズマ処理を用いても、当初の有機膜の一部変質層の完全な除去と、そのプラズマ処理による新たなダメージに起因して有機膜に微小な変質層が形成され残存してしまうことと、を完全に防止することは困難である。
【０１２９】
そして、このようにプラズマ処理により新たに形成され残存する有機膜の微小な変質層でさえも、溶解変形処理の均一性を阻害しているという問題点を、本発明者は見出した。
【０１３０】
つまり、特許文献１の技術では、有機膜パターンに、プラズマ処理によるダメージと微小な変質層が残る結果として、溶解変形処理の均一性が不十分となるため、該溶解変形処理後に行われる下地膜加工で不良が発生してしまう可能性があった。
【０１３１】
このように、従来（特許文献１）の場合にはアッシング処理により行っていた有機膜パターン表面の変質層又は堆積層の除去を、薬液処理すなわちウェット処理により行うので、有機膜パターン或いは基板に与えるダメージを極力抑制することができる。よって、その後の溶解変形処理や下地膜のエッチングにおいて、不良発生を低減することが可能となる。
【０１３２】
なお、ステップＳ４の加熱処理は省略することも可能であり、該加熱処理を省略する場合、加熱処理ユニット１８は不要となる。また、ステップＳ４での加熱温度が、温度調整処理ユニット１９により調温可能な温度範囲であれば、このステップＳ４の処理は温度調整処理ユニット１９を用いて行うこともできる。以下、図２乃至図４の各図において、ステップＳ４と同様に括弧書きとなっているステップは、同様に省略可能であることを意味する。従って、括弧書きとなっているステップに対応する処理ユニットを省略可能であることは、以下に説明する各基板処理方法においても同様である。
【０１３３】
また、ステップＳ４の後は、常温付近への温度調整処理（冷却）を行うことが好ましい。
【０１３４】
なお、基板処理装置１００の場合には、同一の処理を複数回行うような基板処理方法（例えば、加熱処理（ステップＳ４）を２回行うような基板処理方法）の場合にも、その処理用の処理ユニットは１つで良いが、基板処理装置２００の場合には、同一の処理を複数回行うには、その回数分の同一処理ユニットが必要である。すなわち、基板処理装置２００の場合、例えば、加熱処理（ステップＳ４）を２回行うには、加熱処理ユニット２２が２つ必要である。このことは、以下に説明する各基板処理方法においても同様である。
【０１３５】
〔第２の実施形態〕
第２の実施形態では、本発明の第二の基板処理方法を説明する。
【０１３６】
第２の実施形態に係る基板処理方法は、第１の実施形態に係る基板処理方法と同様の目的（上記（１）〜（３）の目的）に用いられる。つまり、第２の実施形態に係る基板処理方法は、上記（１）〜（３）の目的の各々において、有機膜パターンを加工する工程に関する。
【０１３７】
図２は、第２の実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。
【０１３８】
図２に示すように、第２の実施形態に係る基板処理方法では、アッシング処理（ステップＳ７）、薬液処理（ステップＳ１）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【０１３９】
第２の実施形態では、アッシング処理及び薬液処理により除去処理が構成されている。
【０１４０】
第２の実施形態では、第１の実施形態に係る基板処理方法の薬液処理（ステップＳ１）の前に、更にアッシング処理（ステップＳ７）を追加している。このステップＳ７のアッシング処理は、アッシング処理ユニット２３を用いて行われる。
【０１４１】
すなわち、アッシング処理は、プラズマ放電処理（酸素、又は、酸素及びフッ素の雰囲気中で行う）、紫外線光などの波長の短い光エネルギーを用いた処理、及び、その光エネルギー或いは熱を用いたオゾン処理のうちの何れか、或いはその他の処理により、基板上の有機膜パターンをエッチングする処理である。
【０１４２】
第２の実施形態では、ガス雰囲気処理（溶解変形処理）の前処理として有機膜パターン表面の変質層又は堆積層を除去する処理を、第１の実施形態のように全てウェット処理である薬液処理により行うのではなく、前処理においてもアッシング処理を適用し、そのアッシング処理によって、変質層の中でも特に表層部のみを除去するようにしている。
【０１４３】
ステップＳ７のアッシング処理に続くステップＳ１では、アッシング処理後も残留する変質層を、ウェット処理である薬液処理により除去する。つまり、ステップＳ７とステップＳ１とを組み合わせてこの順に行うことにより、有機膜パターンの表面の変質層を全て除去するようにしている。
【０１４４】
その後のステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ４については、第１の実施形態と同様であり、各処理を安定化させる為に、事前に基板温度を適正な処理温度に調整する温度調整処理（主に冷却）や、溶解変形処理後の有機膜パターンのベーキングの為に、加熱処理を追加したものである。
【０１４５】
以上のような第２の実施形態によれば、有機膜パターン表面の変質層又は堆積層を除去する除去処理では、有機膜パターンに対するアッシング処理と、薬液処理と、をこの順に行うが、アッシング処理は、有機膜パターン表面の変質層又は堆積層の中でも特に表層部のみの除去に利用するのに留めているため、従来例のアッシング処理の場合と比べて、その処理時間を短縮でき、該アッシング処理によるダメージを大幅に低減することができる。
【０１４６】
更に、薬液処理のみでは除去できないような強固な変質層又は堆積層が存在する場合にも、薬液処理の前のアッシング処理により、その変質層又は堆積層を容易に除去することができる。
【０１４７】
また、第２の実施形態のステップＳ１で用いる薬液としては、第１の実施形態のステップＳ１で用いる薬液と比べて、有機膜パターンの浸食度の少ないものを適用したり、第２の実施形態のステップＳ１の処理時間を第１の実施形態のステップＳ１よりも短縮したりすることができる。
【０１４８】
〔第３の実施形態〕
第３の実施形態では、本発明の第三の基板処理方法を説明する。
【０１４９】
第３の実施形態に係る基板処理方法は、基板上の有機膜パターンが主として感光性有機膜である場合に適用される方法であり、薬液処理に用いられる薬液として、少なくとも有機膜パターンの現像機能をもつ薬液（現像機能液）を用いる点の他は、つまり、薬液処理に用いる薬液の種類が異なる他は、第１、第２の実施形態と同様の方法である。
【０１５０】
ここで、現像機能液としては、例えば、主成分としてのＴＭＡＨ(水酸化テトラメチルアンモニウム)を０．１から１０．０Wt％の範囲で含有するアルカリ水溶液、又は、NａOH（水酸化ナトリウム）やＣａＯＨ（水酸化カルシウム）などの無機アルカリ水溶液がある。
【０１５１】
なお、第３の実施形態においては、最初に有機膜パターンを形成する際の初期露光の後、現像処理を行うまでの間は、基板を無露光（無感光）状態に保っておくことが好ましく、このように無露光状態に保つことにより、現像処理の効果を一定化させることができる。
【０１５２】
基板を無露光状態に保つためには、工程を管理したり、或いは、基板処理装置の構成を、基板を無露光状態に保てるような構成にすると良い。
【０１５３】
図３（ａ）は、第３の実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。
【０１５４】
図３（ａ）に示すように、第３の実施形態に係る基板処理方法では、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【０１５５】
このうち現像処理により除去処理が構成されている。
【０１５６】
ステップＳ５の現像処理は、現像処理ユニット２０を用いて、有機膜パターンを現像機能液により現像する処理であり、図１におけるステップＳ１と同様の効果を奏する。
【０１５７】
よって、第３の実施形態によれば、第１の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１５８】
なお、第３の実施形態の場合に用いられる基板処理装置は、各種処理ユニットＵ１〜Ｕ９又はＵ１〜Ｕ７として、少なくとも現像処理ユニット２０、温度調整処理ユニット１９、ガス雰囲気処理ユニット２２及び加熱処理ユニット１８を備える基板処理装置１００又は２００である（括弧書きとなっているステップに対応する処理ユニットを省略しない場合）。
【０１５９】
また、上記の第３の実施形態においては、現像処理の前にアッシング処理を追加で行い、これらアッシング処理及び現像処理により除去処理を行うようにしても良い。
【０１６０】
〔第４の実施形態〕
第４の実施形態では、本発明の第四の基板処理方法を説明する。
【０１６１】
第４の実施形態に係る基板処理方法では、第３の実施形態に係る基板処理方法において、現像処理の前に、有機膜パターンを感光させる露光処理を追加して行う。
【０１６２】
ここで、現像処理の前に行う露光処理は、基板の所望範囲（全面の場合もある）に含まれる有機膜パターンに対し露光処理を施す処理（つまり、例えば、微細パターン露光などとは異なる露光処理）であり、以下では“簡易露光処理”と呼ぶ。この簡易露光処理は、簡易露光処理ユニット１７を用いて行う。簡易露光処理にて露光する光は、紫外線光（ＵＶ光）、蛍光、自然光或いはその他の光である。この簡易露光処理では、基板の所望範囲（基板全面又は一部；例えば、基板面積の１／１０以上の範囲）に含まれる有機膜パターンに対する露光を行う。なお、簡易露光処理での露光は、基板の所望範囲に対する一括した露光であっても良いし、或いは、基板の所望範囲内で露光スポットを走査させることにより該範囲内を隈無く露光させるのであっても良い。
【０１６３】
なお、第４の実施形態においては、最初に有機膜パターンを形成する際の初期露光の後、現像処理を行うまでの間は、基板を無露光（無感光）状態に保っておくことが好ましく、このように無露光状態に保つことにより、現像処理の効果を一定化させたり、簡易露光処理での露光量の均一化を図ったりすることができる。基板を無露光状態に保つためには、工程を管理したり、或いは、無露光状態に保てるように基板処理装置を構成したりすると良い。
【０１６４】
ここで、簡易露光処理は、例えば、以下の何れかの位置付けで行うことが挙げられる。
【０１６５】
１つ目は、簡易露光処理以前では無感光状態を保たれた基板上の有機膜パターンに対して露光する場合である。
【０１６６】
２つ目は、簡易露光処理以前にある程度露光され（紫外線光、ＵＶ光、蛍光、自然光により露光され、又は、その光の中で長時間放置され）てしまった場合や露光量が不明な場合（露光が不均一な場合や無管理状態の場合）に、露光量を基板全面で実質的に均一化するために基板全面を充分露光したり、或いは、基板全面への露光を念のために追加する場合である。
【０１６７】
＜第４の実施形態の具体例１＞
図３（ｂ）は、第４の実施形態に係る基板処理方法の具体例１を示すフローチャートである。
【０１６８】
図３（ｂ）に示すように、第４の実施形態に係る基板処理方法の具体例１では、簡易露光処理（ステップＳ６）、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【０１６９】
このうち簡易露光処理及び現像処理により除去処理が構成されている。
【０１７０】
図３（ｂ）の基板処理方法は、図３（ａ）の基板処理方法の前に簡易露光処理（ステップＳ６）を追加で行うようにした基板処理方法であり、有機膜パターンが感光性の場合に、ステップＳ５の現像処理を一層効果的に行うための基板処理方法である。
【０１７１】
ステップＳ６の簡易露光処理は、基板の所望範囲（全面の場合もある）に含まれる有機膜パターンに対し露光処理を施す処理（つまり、例えば、微細パターン露光などとは異なる露光処理）であり、簡易露光処理ユニット１７を用いて行う。露光する光は、紫外線光（ＵＶ光）、蛍光、自然光或いはその他の光である。
【０１７２】
なお、具体例１の場合に用いられる基板処理装置は、各種処理ユニットＵ１〜Ｕ９又はＵ１〜Ｕ７として、少なくとも簡易露光処理ユニット１７、現像処理ユニット２０、温度調整処理ユニット１９、ガス雰囲気処理ユニット２２及び加熱処理ユニット１８を備える基板処理装置１００又は２００である（括弧書きとなっているステップに対応する処理ユニットを省略しない場合）。
【０１７３】
＜第４の実施形態の具体例２＞
図３（ｃ）は、第４の実施形態に係る基板処理方法の具体例２を示すフローチャートである。
【０１７４】
図３（ｃ）に示すように、第４の実施形態に係る基板処理方法の具体例２では、アッシング処理（ステップＳ７）、簡易露光処理（ステップＳ６）、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【０１７５】
このうちアッシング処理、簡易露光処理及び現像処理により除去処理が構成されている。
【０１７６】
図３（ｃ）の基板処理方法は、図３（ｂ）の基板処理方法の前に、アッシング処理ユニット２３によるアッシング処理（ステップＳ７）を追加で行うようにした基板処理方法である。
【０１７７】
第４の実施形態の具体例２では、ガス雰囲気処理（溶解変形処理）の前処理として有機膜パターン表面の変質層又は堆積層を除去する処理を、具体例１のように全てウェット処理である現像処理により行うのではなく、前処理においてもアッシング処理を適用し、そのアッシング処理（ステップＳ７）によって、変質層の中でも特に表層部のみを除去するようにしている。
【０１７８】
ステップＳ７のアッシング処理の後で行われるステップＳ５では、アッシング処理後も残留する変質層を、ウェット処理である現像処理により除去する。
【０１７９】
第４の実施形態の具体例２は、その他の点では具体例１と同様である。
【０１８０】
具体例２によれば、現像処理（ステップＳ５）の前にステップＳ７のアッシング処理を行うので、感光性有機膜パターンの表面が図３（ｃ）の基板処理方法以前のエッチング処理で硬化、変質している場合に、その変質層の除去を一層効果的に行うことができる。つまり、このようなアッシング処理は、エッチングによる有機膜パターンの硬化、変質が強固な場合に適用することが好ましい。
【０１８１】
なお、具体例２の場合には、アッシング処理を行うが、このアッシング処理の時間の長さは従来（特許文献１）の場合よりも短縮できる。なぜなら、ステップＳ５の現像処理を行うからである。
【０１８２】
具体例２の場合に用いられる基板処理装置は、各種処理ユニットＵ１〜Ｕ９又はＵ１〜Ｕ７として、少なくともアッシング処理ユニット２３、簡易露光処理ユニット１７、現像処理ユニット２０、温度調整処理ユニット１９、ガス雰囲気処理ユニット２２及び加熱処理ユニット１８を備える基板処理装置１００又は２００である（括弧書きとなっているステップに対応する処理ユニットを省略しない場合）。
【０１８３】
＜第４の実施形態の具体例３＞
図３（ｄ）は、第４の実施形態に係る基板処理方法の具体例３を示すフローチャートである。
【０１８４】
図３（ｄ）に示すように、第４の実施形態に係る基板処理方法の具体例３では、簡易露光処理（ステップＳ６）、アッシング処理（ステップＳ７）、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【０１８５】
すなわち、具体例３の基板処理方法は、具体例２（図３（ｃ））の基板処理方法の、アッシング処理（ステップＳ７）と、簡易露光処理（ステップＳ６）の順序を入れ替えた基板処理方法である。この場合にも、具体例２の場合と同様の効果が得られる。
【０１８６】
図３（ｄ）の基板処理方法は、特に、ステップＳ６の露光処理時に感光性有機膜パターンの変質、硬化が進む場合には、具体例５の場合よりも好適に用いられる。
【０１８７】
なお、具体例３の場合に用いられる基板処理装置は、具体例２の場合と同様である。
【０１８８】
以上の第４の実施形態においては、露光処理を簡易露光処理としたが、これは、コスト、工程能力、装置のユニット組み込みの観点から、標準的な処理として示したものであるが、この例に限らず、通常の微細パターン露光を行う露光処理を行うようにしても良い。
【０１８９】
また、上記の第１〜第４の各実施形態の処理、すなわち図１〜図３に示される各具体例の処理は、上記の（１）、（２）、（３）の目的に限らず、（４）有機膜パターンの平坦化（例えば、特開２００３−２１８２７号公報参照）にも同様に適用することができる。なお、この場合、基板の所望範囲に形成される有機膜を「有機膜パターン」と捉えることができる。
【０１９０】
また、図１〜図３に示される各具体例の処理を、上記（１）、（２）の目的に適用する場合には、各処理の後、或いは前後の両方にて、下地膜加工（エッチング）を施すと良い。すなわち、溶解変形処理による変形前の有機膜パターンをマスクとして該有機膜パターンの下地膜（つまり、例えば基板）をパターン加工する下地膜加工処理や、溶解変形処理による変形後の有機膜パターンをマスクとして該有機膜パターンの下地膜（つまり、例えば基板）をパターン加工する下地膜加工処理を行うと良い。
【０１９１】
〔第５の実施形態〕
第５の実施形態では、本発明の第五の基板処理方法を説明する。
【０１９２】
第５の実施形態に係る基板処理方法では、第３、第４の実施形態に係る基板処理方法において、現像処理の前に、更に薬液処理を追加して行う。
【０１９３】
ここで、現像処理の前の薬液処理では、現像処理で用いる現像機能液以外の薬液を用いる。
【０１９４】
＜第５の実施形態の具体例１＞
図４（ａ）は、第５の実施形態に係る基板処理方法の具体例１を示すフローチャートである。
【０１９５】
図４（ａ）に示すように、第５の実施形態に係る基板処理方法の具体例１では、薬液処理（ステップＳ１）、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【０１９６】
このうち薬液処理及び現像処理により除去処理が構成されている。
【０１９７】
なお、薬液処理（ステップＳ１）は、現像機能液以外の薬液を用いて行う処理（現像処理以外の薬液処理）である。
【０１９８】
このように、図４（ａ）の基板処理方法は、図３（ａ）の基板処理方法の前に薬液処理（ステップＳ１）を追加で行うようにした基板処理方法である。
【０１９９】
つまり、図４（ａ）の基板処理方法は、図３（ａ）の基板処理方法を改善する方法であり、ステップＳ１の薬液処理は、有機膜パターンの表面の変質層又は堆積層において、現像処理では除去出来ないような強固な一部分（表層部）を除去する為に行う。なお、この薬液処理は、第１の実施形態における薬液処理（酸性溶液、アルカリ性溶液、有機溶剤溶液等を用いた処理）と同様であり、薬液処理ユニット２１を用いて行われる。
【０２００】
以降のステップは、第３の実施形態（図３（ａ））と同様である。
【０２０１】
＜第５の実施形態の具体例２＞
図４（ｂ）は、第５の実施形態に係る基板処理方法の具体例２を示すフローチャートである。
【０２０２】
図４（ｂ）に示すように、第５の実施形態に係る基板処理方法の具体例２では、薬液処理（ステップＳ１）、簡易露光処理（ステップＳ６）、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【０２０３】
このうち薬液処理、簡易露光処理及び現像処理により除去処理が構成されている。
【０２０４】
なお、薬液処理（ステップＳ１）は、現像機能液以外の薬液を用いて行う処理（現像処理以外の薬液処理）である。
【０２０５】
このように、図４（ｂ）の基板処理方法は、図３（ｂ）の基板処理方法の前に薬液処理（ステップＳ１）を追加で行うようにした基板処理方法である。
【０２０６】
つまり、図４（ｂ）の基板処理方法は、図３（ｂ）の基板処理方法を改善する方法であり、ステップＳ１の薬液処理は、有機膜パターンの表面の変質層又は堆積層において、現像処理では除去出来ないような強固な一部分（表層部）を除去する為に行う。なお、この薬液処理は、第１の実施形態における薬液処理（酸性溶液、アルカリ性溶液、有機溶剤溶液等を用いた処理）と同様であり、薬液処理ユニット２１を用いて行われる。
【０２０７】
以降のステップは、第４の実施形態の具体例１（図３（ｂ））と同様である。
【０２０８】
＜第５の実施形態の具体例３＞
図４（ｃ）は、第５の実施形態に係る基板処理方法の具体例３を示すフローチャートである。
【０２０９】
図４（ｃ）に示すように、第５の実施形態に係る基板処理方法の具体例３では、薬液処理（ステップＳ１）、アッシング処理（ステップＳ７）、簡易露光処理（ステップＳ６）、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としている。
【０２１０】
このうち薬液処理、アッシング処理、簡易露光処理及び現像処理により除去処理が構成されている。
【０２１１】
なお、薬液処理（ステップＳ１）は、現像機能液以外の薬液を用いて行う処理（現像処理以外の薬液処理）である。
【０２１２】
このように、図４（ｃ）の基板処理方法は、図３（ｃ）の基板処理方法の前に薬液処理（ステップＳ１）を追加で行うようにした基板処理方法である。
【０２１３】
つまり、図４（ｃ）の基板処理方法は、図３（ｃ）の基板処理方法を改善する方法であり、ステップＳ１の薬液処理は、有機膜パターンの表面の変質層又は堆積層において、現像処理では除去出来ないような強固な一部分（表層部）を除去する為に行う。なお、この薬液処理は、第１の実施形態における薬液処理（酸性溶液、アルカリ性溶液、有機溶剤溶液等を用いた処理）と同様であり、薬液処理ユニット２１を用いて行われる。
【０２１４】
以降のステップは、第４の実施形態の具体例２（図３（ｃ））と同様である。
【０２１５】
なお、以上の第５の実施形態における薬液処理（ステップＳ１）の順序は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示した順序に限らず、現像処理（ステップＳ５）の前であれば何れの順番であっても良い。また、図４（ｃ）では、簡易露光処理（ステップＳ６）の前にアッシング処理（ステップＳ７）を行う例を示しているが、簡易露光処理とアッシング処理の順序を入れ替えて、簡易露光処理の後にアッシング処理を行うようにしても良い。
【０２１６】
すなわち、例えば、簡易露光処理（ステップＳ６）、薬液処理（ステップＳ１）、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としても良い。
【０２１７】
或いは、アッシング処理（ステップＳ７）、簡易露光処理（ステップＳ６）、薬液処理（ステップＳ１）、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としても良い。
【０２１８】
或いは、簡易露光処理（ステップＳ６）、アッシング処理（ステップＳ７）、薬液処理（ステップＳ１）、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としても良い。
【０２１９】
或いは、アッシング処理（ステップＳ７）、薬液処理（ステップＳ１）、簡易露光処理（ステップＳ６）、現像処理（ステップＳ５）、温度調整処理（ステップＳ２）、ガス雰囲気処理（ステップＳ３）及び加熱処理（ステップＳ４）をこの順に行い、これら一連の処理を有機膜パターン加工処理としても良い。
【０２２０】
以上のような第５の実施形態によれば、現像処理の前に薬液処理を行うので、有機膜パターンがエッチング処理により硬化、変質している場合に、該有機膜パターンの表層部の除去を第３の実施形態の場合よりも一層効果的に行うことができる。つまり、第４の実施形態は、有機膜パターンの硬化、変質がより一層強固な場合に適用することが好ましい。
【０２２１】
なお、上記の第４及び第５の実施形態において、簡易露光処理（ステップＳ６）を省略する場合も有り得る。すなわち、除去処理では、例えば、現像処理以外の薬液処理（ステップＳ１）と、現像処理（ステップＳ５）と、をこの順に行うようにしても良いし、或いは、除去処理では、アッシング処理（ステップＳ７）と、現像処理以外の薬液処理（ステップＳ１）と、現像処理（ステップＳ５）と、をこの順に行うようにしても良い。
【０２２２】
このような簡易露光処理（ステップＳ６）の省略は、例えば、以下に説明するような２つの場合に行うことが挙げられる。
【０２２３】
１つ目は、基板上に当初の有機膜パターンを形成して以後、有機膜パターン加工処理までの間に、工程内での別の露光、または室内、装置内の状態により、適当な量の感光がなされる場合である。その場合には、簡易露光処理（ステップＳ６）を省略しても、第４及び第５の実施形態とほぼ同じ効果が得られる。
【０２２４】
２つ目は、基板上に当初の有機膜パターンを形成して以後、有機膜パターン加工処理までの間は、有機膜パターンを感光させない状態に保った後で、現像処理、又は、現像機能を持つ薬液による薬液処理を行うことにより、変質層又は堆積層を除去すると共に、当初の有機膜パターンを形成した時の有機膜パターンの外周部の回りこみ感光部である残存表面部分のみを除去し、有機膜パターンの中心部分の無感光で変質も起こしていない部分は残存させたい場合である。その場合には、基板上に当初の有機膜パターンを形成して以後、有機膜パターン加工処理までの間は、有機膜パターンを感光させない状態に保つことにより、その後の現像処理又は薬液処理によって変質層又は堆積層とともに、当初の有機膜パターンを形成した時の有機膜パターンの外周部の回りこみ感光部である残存表面部分のみが再度現像されることにより同時に除去されることになる。結果、有機膜パターンの中心部分の無感光で変質も起こしていない部分は好適に残存させることができる。
【０２２５】
なお、以上の各実施形態においては、一の有機膜パターンにおいては、その全体の膜厚が均一である場合を前提とした説明を行ったが、有機膜パターン、すなわち、基板上に形成された当初の有機膜パターンは、少なくとも２段階以上の膜厚に形成された有機膜パターンであっても良い。
【０２２６】
このように、有機膜パターンが２段階以上の膜厚を有する場合には、上記の現像処理（ステップＳ５）を行うことにより、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に更に薄くしたり、或いは、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に除去したりすることができる。
【０２２７】
ここで、２段階以上の膜厚を有する有機膜パターンを形成するためには、該有機膜パターンを形成するための初期露光における露光量を、有機膜パターンの面内で２段階以上に制御すると良い。具体的には、例えば、初期露光において、２種類以上の透過光量のレチクルマスクを用いると良い。
【０２２８】
このように、露光量を２段階以上に制御した後で現像処理（当初の有機膜パターンを形成するための現像処理であり、ステップＳ５の現像処理とは別）を行うことにより、露光量が多い又は少ない部分のみの有機膜が優先的に薄くなるので、２段階以上の膜厚を有する有機膜パターンを形成することができる。
【０２２９】
ここで、初期露光による露光の履歴は、その後も残存するため、上記の現像処理（ステップＳ５）を行うことにより、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に更に薄くしたり、或いは、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に除去したりすることができる。
【０２３０】
なお、ステップＳ５の現像処理で用いる現像機能液としては、当初の有機膜パターンを形成するための現像処理で用いた現像機能液がポジ用であれば、同じくポジ用の現像機能液を用い、当初の有機膜パターンを形成するための現像処理で用いた現像機能液がネガ用であれば、同じくネガ用の現像機能液を用いると良い。
【０２３１】
このように、基板上に形成された当初の有機膜パターンが、少なくとも２段階以上の膜厚に形成された有機膜パターンである場合に、上記の現像処理（ステップＳ５）を行うことにより、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に更に薄くしたり、或いは、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に除去する場合には、特に、当初の有機膜パターンを形成する際の初期露光の後、現像処理を行うまでの間、基板を無露光（無感光）状態に保っておく方が（すなわち、基板上に当初の有機膜パターンを形成して以後、有機膜パターン加工処理までの間は、有機膜パターンを感光させない状態に保っておく方が）、２段階以上の膜厚を有する有機膜パターンにおいて、膜厚が薄い薄膜部を選択的に更に薄くしたり、或いは、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に除去する場合に、よりその選択性を高く保つことが出来る 。
【０２３２】
これは、従来のこの種の２段階以上の膜厚を有する感光性有機膜パターンにおいて、膜厚が薄い薄膜部を選択的に更に薄くしたり、或いは、有機膜パターンにおいて膜厚が薄い薄膜部を選択的に除去する場合に、主にＯ2ガスを用いたドライエッチング、又はアッシング（異方性が主）により行っていた手法に比較し、１）主に薬液（又は現像）処理によるウエット処理で行うことによる有機膜パターン、下地膜へのダメージ低減という効果に加えて、２）有機膜パターンの感光性の有無による現像速度の差を利用した効果的で、選択性の高い処理（膜厚が薄い薄膜部の更に薄く、或いは、除去）が実現できる効果をもたらすためである。
【０２３３】
次に、上記の各実施形態の除去処理の種類の選択に関する指針を説明する。
【０２３４】
図１２は、除去処理により除去すべき変質層の成因に応じた変質化の程度を示す図である。なお、図１２においては、変質化の程度を、ウェット剥離の難易を基準としてレベル分けしている。
【０２３５】
図１２に示すように、有機膜表面の変質層の変質化の程度は、有機膜のウエットエッチング処理、ドライエッチング処理、更にドライエッチング処理のうちのプラズマ処理における等方性、異方性の差、有機膜上の堆積物の有無、ドライエッチング処理における使用ガスの種類などに応じて大きく異なる。つまり、これらの各種パラメータに応じて、有機膜表面の変質層の除去のし易さに違いがある。
【０２３６】
薬液処理で用いる薬液としては、酸、アルカリ水溶液及び有機溶剤のうちの何れか１つ、又は、それらの混合液を用いる。
【０２３７】
更に具体的な例として、アルカリ水溶液、又はアミン類の有機溶剤を混合した水溶液であって、少なくとも１種類のアミン類を０．０５〜１０ｗｔ％（０．０５重量％以上１０重量％以下）の範囲で含有する薬液を用いる。
【０２３８】
アミン類の典型例は、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノイソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ヒドロキシルアミン、ジエチルエヒドロキシルアミン、無水ジエチルエヒドロキシルアミン、ピリジン、ピコリンなどである。
【０２３９】
但し、変質層の変質化の程度が比較的軽い場合、すなわち時間放置劣化（放置酸化）、酸系エッチング液、等方性Ｏ2アッシングなどの要因により形成された変質層の場合には、アミン類の濃度は、例えば、０．０５〜３ｗｔ％（０．０５重量％以上３重量％以下）で良い。
【０２４０】
ここで、図１７は、使用する薬液中のアミン類の含有濃度と、有機膜の変質の有無に応じた除去レートと、の関係を示す図である。
【０２４１】
図１７に示すように、変質層を選択的に除去し、変質していない有機膜は残存させる為には、前記アミン類の有機溶剤を０．０５〜１．５ｗｔ％（０．０５重量％以上１．５重量％以下）含有するような水溶液を用いて薬液処理を行うと良い。なお、前記アミン類の中でも、特に、ヒドロキシルアミン、ジエチルエヒドロキシルアミン、無水ジエチルエヒドロキシルアミン、ピリジン、ピコリンなどが最適である。また、添加する防食剤の典型例として、Ｄ−グルコース（Ｃ6Ｈ12Ｏ6）、キレート剤、酸化防止剤などがあり、それらを添加している場合もある。
【０２４２】
更に、薬液処理では、上記のように薬液の種類を適宜に選択するほか、その処理時間の長さを適宜の値に設定することにより、変質層又は堆積層のみを選択的に除去し、変質していない有機膜パターンを露出及び残存させたり、堆積層に覆われていた有機膜パターンを露出及び残存させたりすることができる。
【０２４３】
このような薬液処理を行うことにより、その後の溶解変形処理（例えば、ガス雰囲気処理）において、該溶解変形処理に用いられる有機溶剤が有機膜パターン内に浸透しやすくなるという効果が得られる。
【０２４４】
実際には、有機膜パターンの表面の変質層を上記薬液で処理することにより、変質層に亀裂が入るか、変質層の一部又は全部が除去される。これにより、溶解変形処理（例えば、ガス雰囲気処理）において、有機パターン内への有機溶剤の浸透が変質層によって妨げられてしまうことを、回避することが可能となる。
【０２４５】
ここで重要な点は、有機膜パターンにおいて変質していない部分は除去或いは剥離せずに残存させることと、変質層のみを選択的に除去するか或いは該変質層に亀裂を入れることにより有機膜パターンにおいて変質していない部分への有機溶剤の浸透を容易にすることであり、そのような作用を変質層に対して及ぼすことが可能な薬液を使用する必要がある。
【０２４６】
また、例えば図２、図３（ｃ）、図３（ｄ）、図４（ｃ）に示すように、アッシング処理は、有機膜の表面の変質層又は堆積層が強固な場合、厚い場合、フッ素と化合した変質層などのより除去し難い変質層である場合に、薬液処理の前に行うと良い。このようにアッシング処理と薬液処理とを組み合わせて行うことにより、薬液処理のみでは変質層の除去が困難であるか又は除去に時間がかかるなどの問題点を解消することができる。
【０２４７】
ここで、図１３は変質層に対しＯ2アッシング（等方性プラズマ）処理のみを施した場合の変質層の変化を示し、図１４は変質層に対し薬液処理（ヒドロキシルアミンを２％含有する水溶液を用いた薬液処理）のみを施した場合の変質層の変化を示し、図１５は変質層に対しＯ2アッシング（等方性プラズマ）処理と薬液処理（ヒドロキシルアミンを２％含有する水溶液を用いた薬液処理）とを順に施した場合の変質層の変化を示している。なお、図１３〜図１５においても、図１２におけるのと同様に、変質化の程度を、ウェット剥離の難易を基準としてレベル分けしている。
【０２４８】
図１３〜図１５に示すように、何れの場合にも変質層の除去は可能であるが、図１３に示すＯ2アッシング（等方性プラズマ）処理のみの場合と、図１４に示す薬液処理（ヒドロキシルアミンを２％含有する水溶液を用いた薬液処理）のみの場合とでは、処理前の変質層の厚さや性質に応じて変質層の除去程度が異なる。
【０２４９】
すなわち、Ｏ2アッシング（等方性プラズマ）処理は、図１３に示すように、比較的、堆積物の有る変質層の除去に効果があるが、ダメージを残存させてしまう特徴がある為、堆積物の無い変質層に対して行った場合には、薬液処理のみの場合（図１４）よりも変質層の残存の程度が大きい。
【０２５０】
それに比較し、薬液処理（ヒドロキシルアミンを２％含有する水溶液を用いた薬液処理）は、図１４に示すように、堆積物の有る変質層の除去に対しては効果が小さいが、ダメージを残存させない特徴がある為、堆積物の無い変質層に対して行った場合には、Ｏ2アッシング（等方性プラズマ）処理のみの場合（図１３）よりも変質層の残存の程度が大きい。
【０２５１】
そこで、Ｏ2アッシング（等方性プラズマ）処理と薬液処理（ヒドロキシルアミンを２％含有する水溶液を用いた薬液処理）とを順に施した場合を図１５に示すが、図１５の場合には、図１３の場合と図１４の場合との双方の長所を取り入れた方法であることが分かる。すなわち、図１５の場合には、堆積物有りの場合にも、無しの場合にも、共に効果を発揮するとともに、ダメージの残存を抑制した理想的な態様で変質層を除去できることが分かる。
【０２５２】
更に、溶解変形処理（例えばガス雰囲気処理）の均一性をより高めるには、有機パターンの下地膜の領域を表面処理し濡れ性を高めることも好ましい。下地膜の濡れ性を高める表面処理は、上記の各実施形態で説明したアッシング処理、すなわち、例えば、酸素ガスプラズマ（Ｏ2プラズマ）或いはＵＶオゾン処理により行うことが挙げられる。
【０２５３】
酸素プラズマ処理は、例えば、Ｏ2流量３００ｓｃｃｍ、処理圧力１００Ｐａ、ＲＦパワー１０００Ｗのプラズマ中で、１２０秒間を行うことが挙げられる。
【０２５４】
他方、ＵＶオゾン処理は、１００℃乃至２００℃の基板温度範囲にてオゾンガス雰囲気中でＵＶ光を照射することにより行うことが挙げられる。
【０２５５】
下地膜の濡れ性を高めるその他の表面処理としては、各種プラズマ処理、各種プラズマの典型例としてのフッ素系ガスプラズマ（ＳＦ6ガスプラズマ、ＣＦ4ガスプラズマ、ＣＨＦ3ガスプラズマ等）又はフッ素系ガスと酸素ガスとの混合プラズマ（ＳＦ6／Ｏ2プラズマ、ＣＦ4／Ｏ2プラズマ、ＣＨＦ3／Ｏ2プラズマ等を含む）処理が挙げられる。
【０２５６】
これら処理は有機パターンで覆われていない下地膜表面の濡れ性を改善する。従って、これらの処理を行うことによって、溶解変形処理（例えばガス雰囲気処理）により変形する有機パターンが下地膜表面をリフローし易くなる。
【０２５７】
ところで、上記のように、各種プラズマ処理、酸素プラズマ処理、或いはＵＶオゾン処理等の前処理は、薬液処理と比べてダメージの残存を招き易い。そこで、各種プラズマ処理、酸素プラズマ処理、或いはＵＶオゾン処理等の前処理の後に更に薬液処理による有機膜の表面の変質層を処理又は除去することにより、下地膜の濡れ性を高めると共に有機膜パターンにダメージを残存させず有機パターン表面の変質層を除去できるので、均一な溶解変形処理を行うことができる。
【０２５８】
図１６は溶解変形処理（例えばガス雰囲気処理）の前処理としての除去処理の効果を、本発明の場合の除去処理を行った場合と、従来技術の場合の除去処理を行った場合とに分けて、それぞれ示す模式図である。
【０２５９】
図１６（ａ）は基板上３１に有機膜パターン３２が形成された状態を示す。
【０２６０】
図１６（ｂ）は有機膜パターン３２をマスクとして、エッチングにより下地膜（例えば、基板３１の上層部３１ａ）をパターン加工した状態を示す。
【０２６１】
図１６（ｃ）は図１６（ｂ）における有機膜パターン３２の拡大図である。図１６（ｃ）に示すように、有機膜パターン３２の表層部には、例えば、先のエッチングに起因して、変質層３２ａが形成されている。従って、有機膜パターン３２において、変質していない正常部３２ｂは、変質層３２ａに覆われた状態となっている。
【０２６２】
図１６（ｄ）は、本発明の場合の除去処理（例えば薬液処理のみ）を行った状態を示す。図１６（ｄ）に示すように、除去処理を行うことにより、有機膜パターン３２の表層部の変質層３２は除去される。また、有機膜パターンにおけるダメージの残存は無い。
【０２６３】
図１６（ｅ）は、図１６（ｄ）の除去処理に続いて溶解変形処理を行った状態を示す。図１６（ｅ）に示すように、溶解変形処理を行うことにより、有機膜パターン３２を均一に変形させることができ、良好な溶解変形処理を行うことができる。
【０２６４】
対して、図１６（ｆ）は、従来技術の場合の除去処理（アッシング処理のみ）を行った状態を示す。図１６（ｆ）に示すように、従来技術の除去処理を行った場合には、元々存在していた有機膜パターン３２の表層部の変質層３２は除去されるが、有機膜パターンにおけるダメージの残存が生じる。
【０２６５】
図１６（ｇ）は、図１６（ｆ）の従来の除去処理に続いて溶解変形処理を行った状態を示す。図１６（ｇ）に示すように、先の除去処理によるダメージの残存程度に応じて、溶解変形処理による有機膜パターン３２の変形が均一になることもある。しかし、ダメージの残存が大きい場合には、有機膜パターン３２の変形が不均一になったり、或いは、有機膜パターン３２が溶解しなかったりするので、良好な溶解変形処理を行うことが困難である。
【０２６６】
更に、本発明においては、有機膜パターン加工処理の始めに加熱処理を追加して施すようにしても良い。この加熱処理は、例えば、有機膜パターン加工処理以前の処理工程において有機膜パターン内、又は下部に染み込んだ水分、酸、アルカリ溶液を除去する目的、或いは、有機膜パターンと下地膜や基板との密着力が低下している場合に該密着力を回復する目的で行う。そのような加熱処理の例としては、５０〜１５０℃の温度で、６０〜３００秒の処理を行うことが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０２６７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理方法を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る基板処理方法を示す図である。
【図３】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る基板処理方法を示す図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明の第４の実施形態に係る基板処理方法を示す図である。
【図４】本発明の第５の実施形態に係る基板処理方法を示す図である。
【図５】基板処理装置の一例を模式的に示す平面図である。
【図６】基板処理装置の他の一例を模式的に示す平面図である。
【図７】基板処理装置に備えられる処理ユニットの選択候補を示す図である。
【図８】薬液処理ユニット（或いは現像処理ユニット）の一例を示す断面図である。
【図９】ガス雰囲気処理ユニットの一例を示す断面図である。
【図１０】ガス雰囲気処理ユニットの他の一例を示す断面図である。
【図１１】従来の基板処理方法を示す図である。
【図１２】除去処理により除去すべき変質層の成因に応じた変質化の程度を示す図である。
【図１３】変質層に対しアッシング処理のみを施した場合の変質層の変化を示す図である。
【図１４】変質層に対し薬液処理のみを施した場合の変質層の変化を示す図である。
【図１５】変質層に対しアッシング処理と薬液処理とをこの順に施した場合の変質層の変化を示す図である。
【図１６】本発明の場合と従来技術の場合との溶解変形処理による有機膜パターンの変形の違いを示す図である。
【図１７】薬液処理に使用する薬液中のアミン類の含有濃度と、有機膜の変質の有無に応じた除去レートと、の関係を示す図である。
【符号の説明】
【０２６８】
Ｓ１    薬液処理
Ｓ３    ガス雰囲気処理（溶解変形処理）
Ｓ５    現像処理
Ｓ６    簡易露光処理（露光処理）
Ｓ７    アッシング処理
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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