(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の基板に順次にレジストを塗布して各基板の主面にレジスト膜を形成する基板処理装置であって、
基板の主面にレジストを供給し、基板を回転させることによってレジスト塗布を行うレジスト塗布処理部と、
基板に加熱処理を行って基板とレジストとの密着性を向上させる密着強化処理部と、
前記密着強化処理部にて加熱処理が行われた基板の冷却処理を行う冷却処理部と、
前記レジスト塗布処理部にてレジスト塗布が行われた基板の加熱処理を行う加熱処理部と、
前記複数枚の基板を順次に前記密着強化処理部、前記冷却処理部、前記レジスト塗布処理部、前記加熱処理部の順に搬送する搬送手段と、
前記複数枚の基板のうちの最終にレジスト塗布を行う最終基板については、当該最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が、前記複数枚の基板のうちの前記最終基板以外の通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚と略同一となるように、当該最終基板についての前記各処理部での処理条件を変更する処理条件変更手段と、
を備え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、
前記複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると前記最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、前記処理条件変更手段は、前記冷却処理部での前記最終基板についての処理温度を前記通常基板についての処理温度よりも高くすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると前記最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、前記処理条件変更手段は、前記レジスト塗布処理部での前記最終基板についての回転数を前記通常基板についての回転数よりも少なくすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると前記最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、前記処理条件変更手段は、前記加熱処理部での前記最終基板についての処理温度を前記通常基板についての処理温度よりも低くすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると前記最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、前記処理条件変更手段は、前記レジスト塗布処理部での前記最終基板についての回転時間を前記通常基板についての回転時間よりも短くすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると前記最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、前記処理条件変更手段は、前記加熱処理部での前記最終基板についての加熱時間を前記通常基板についての加熱時間よりも短くすることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板処理装置において、
基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚を測定する膜厚測定手段と、
前記膜厚測定手段によって測定された前記最終基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚と前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚との膜厚差を求める膜厚差算定手段と、
をさらに備え、
前記処理条件変更手段は、前記膜厚差に基づいて前記最終基板についての処理条件を変更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、複数枚の半導体基板、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）に順次にレジストを塗布して各基板の主面にレジスト膜を形成する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や液晶ディスプレイなどの製品は、基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理などの一連の諸処理を施すことにより製造されている。従来よりこれらの諸処理は、塗布処理ユニットや熱処理ユニット等の複数の処理ユニットを組み込んだ基板処理装置において行われる。基板処理装置内の搬送ロボットによって複数の処理ユニット間で基板を所定の順序に従って搬送し、各処理ユニットにて基板に処理を行うことにより一連の基板処理が進行するのである。そして通常は、複数枚、例えば２５枚の基板を順次に搬送し、先の基板に対する一連の処理が全て終了する前に、次の基板の処理を開始している。すなわち、複数枚の基板を連続して処理することによりスループットを向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数枚の基板に対する連続処理を行った場合、それらの最終の基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が最終以外の基板のレジスト膜の膜厚よりも薄くなる傾向がある。このようなレジスト膜厚の変動は、その後の露光処理や現像処理等にも影響を与え、最終的には半導体等の製品の品質にも影響するものである。特に近年、半導体等の微細化・複雑化がますます進展し、品質管理に対する要求が厳しくなっている状況下においては、基板主面に形成されるレジスト膜の膜厚のわずかな変動も問題となる。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数枚の基板を連続して処理したときにも、全ての基板に均一な膜厚のレジスト膜を形成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。
【０００５】
【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、複数枚の基板に順次にレジストを塗布して各基板の主面にレジスト膜を形成する基板処理装置において、基板の主面にレジストを供給し、基板を回転させることによってレジスト塗布を行うレジスト塗布処理部と、基板に加熱処理を行って基板とレジストとの密着性を向上させる密着強化処理部と、前記密着強化処理部にて加熱処理が行われた基板の冷却処理を行う冷却処理部と、前記レジスト塗布処理部にてレジスト塗布が行われた基板の加熱処理を行う加熱処理部と、前記複数枚の基板を順次に前記密着強化処理部、前記冷却処理部、前記レジスト塗布処理部、前記加熱処理部の順に搬送する搬送手段と、前記複数枚の基板のうちの最終にレジスト塗布を行う最終基板については、当該最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が、前記複数枚の基板のうちの前記最終基板以外の通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚と略同一となるように、当該最終基板についての前記各処理部での処理条件を変更する処理条件変更手段と、を備えている。
【０００６】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると前記最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、前記処理条件変更手段に、前記冷却処理部での前記最終基板についての処理温度を前記通常基板についての処理温度よりも高くさせている。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると前記最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、前記処理条件変更手段に、前記レジスト塗布処理部での前記最終基板についての回転数を前記通常基板についての回転数よりも少なくさせている。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると前記最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、前記処理条件変更手段に、前記加熱処理部での前記最終基板についての処理温度を前記通常基板についての処理温度よりも低くさせている。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると前記最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、前記処理条件変更手段に、前記レジスト塗布処理部での前記最終基板についての回転時間を前記通常基板についての回転時間よりも短くさせている。
【００１４】
また、請求項６の発明は、請求項１の発明にかかる基板処理装置において、前記複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると前記最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、前記処理条件変更手段に、前記加熱処理部での前記最終基板についての加熱時間を前記通常基板についての加熱時間よりも短くさせている。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれかの発明に係る基板処理装置において、基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚を測定する膜厚測定手段と、前記膜厚測定手段によって測定された前記最終基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚と前記通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚との膜厚差を求める膜厚差算定手段と、をさらに備え、前記処理条件変更手段に、前記膜厚差に基づいて前記最終基板についての処理条件を変更させている。
【００１７】
【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。
【００１８】
＜１．基板処理装置の構成＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１の全体構成を示す平面図である。なお、図１および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするため必要に応じてＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。
【００１９】
この基板処理装置１は、基板にレジスト塗布処理や現像処理を行う装置であって、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ユニットからなる第１処理部群ＰＧ１，第２処理部群ＰＧ２と、図示を省略する露光装置（ステッパ）との基板の受け渡しを行うインターフェイスＩＦと、搬送ロボットＴＲとを備えている。
【００２０】
インデクサＩＤは、複数枚の基板を収納可能なキャリア（図示省略）を載置するとともに移載ロボットを備え、未処理基板を当該キャリアから搬送ロボットＴＲに払い出すとともに処理済基板を搬送ロボットＴＲから受け取ってキャリアに格納する。なお、キャリアの形態としては、収納基板を外気に曝すＯＣ(open cassette)であっても良いし、基板を密閉空間に収納するＦＯＵＰ(front opening unified pod)や、ＳＭＩＦ(Standard Mechanical Inter Face)ポッドであっても良い。本実施形態では、キャリアに２５枚の基板を収納しているものとする。
【００２１】
インターフェイスＩＦは、搬送ロボットＴＲからレジスト塗布処理済の基板を受け取って図外の露光装置に渡すとともに、露光済の基板を受け取って搬送ロボットＴＲに渡す機能を有する。また、インターフェイスＩＦは、露光装置との受け渡しタイミングの調整を行うべく、露光前後の基板を一時的にストックするバッファ機能を有し、図示を省略しているが、搬送ロボットＴＲ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。
【００２２】
基板処理装置１は、基板に処理を行うための複数の処理ユニット（処理部）を備えており、そのうちの一部が第１処理部群ＰＧ１を構成し、残部が第２処理部群ＰＧ２を構成する。図２は、第１処理部群ＰＧ１および第２処理部群ＰＧ２の構成を示す図である。第１処理部群ＰＧ１は、液処理ユニットたる塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２（レジスト塗布処理部）の上方に複数の熱処理ユニットを配置して構成されている。なお、図２においては、図示の便宜上処理ユニットを平面的に配置しているが、実際にはこれらは高さ方向（Ｚ軸方向）に積層されているものである。
【００２３】
塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２は、基板主面にフォトレジストを供給し、基板を回転させることによって均一なレジスト塗布を行う、いわゆるスピンコータである。塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２の上方には３段に積層された熱処理ユニットが３列設けられている。すなわち、下から順に冷却ユニットＣＰ１、密着強化ユニットＡＨ（密着強化処理部）、加熱ユニットＨＰ１が積層された列と、冷却ユニットＣＰ２、加熱ユニットＨＰ２、加熱ユニットＨＰ３が積層された列と、冷却ユニットＣＰ３、加熱ユニットＨＰ４、加熱ユニットＨＰ５が積層された列とが設けられている。
【００２４】
同様に、第２処理部群ＰＧ２は、液処理ユニットたる現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２の上方に複数の熱処理ユニットを配置して構成されている。現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２は、露光後の基板上に現像液を供給することによって現像処理を行う、いわゆるスピンデベロッパである。現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２の上方には３段に積層された熱処理ユニットが３列設けられている。すなわち、下から順に冷却ユニットＣＰ４、露光後ベークユニットＰＥＢ、加熱ユニットＨＰ６が積層された列と、冷却ユニットＣＰ５、加熱ユニットＨＰ７、加熱ユニットＨＰ８が積層された列と、冷却ユニットＣＰ６、加熱ユニットＨＰ９、加熱ユニットＨＰ１０が積層された列とが設けられている。
【００２５】
加熱ユニットＨＰ１〜ＨＰ１０は、基板を加熱して所定の温度にまで昇温する、いわゆるホットプレートである。また、密着強化ユニットＡＨおよび露光後ベークユニットＰＥＢもそれぞれレジスト塗布処理前および露光直後に基板を加熱する加熱ユニットである。冷却ユニットＣＰ１〜ＣＰ６は、基板を冷却して所定の温度にまで降温するとともに、基板を当該所定の温度に維持する、いわゆるクールプレートである。
【００２６】
本明細書においては、これら基板の温度調整を行う処理ユニット（加熱ユニットおよび冷却ユニット）を熱処理ユニットと称する。また、塗布処理ユニットＳＣ１，ＳＣ２および現像処理ユニットＳＤ１，ＳＤ２の如き基板に処理液を供給して所定の処理を行う処理ユニットを液処理ユニットと称する。そして、液処理ユニットおよび熱処理ユニットを総称して処理ユニットとする。
【００２７】
なお、熱処理ユニットの直下には、液処理ユニット側に温湿度の管理されたクリーンエアーのダウンフローを形成するフィルタファンユニットＦＦＵが設けられている。また、図示を省略しているが、搬送ロボットＴＲが配置された上方の位置にも、搬送空間に向けてクリーンエアーのダウンフローを形成するフィルタファンユニットが設けられている。
【００２８】
また、基板処理装置１の内部にはコントローラＣＲが設けられている。コントローラＣＲは、メモリやＣＰＵ等からなるコンピュータを用いて構成されている。コントローラＣＲは、所定の処理プログラムにしたがって搬送ロボットＴＲの搬送動作を制御するとともに、各処理ユニットに指示を与えて処理条件を設定する。
【００２９】
図３は、搬送ロボットＴＲの外観斜視図である。搬送ロボットＴＲは、伸縮体４０の上部に搬送アーム３１ａ，３１ｂを備えたアームステージ３５を設けるとともに、伸縮体４０によってテレスコピック型の多段入れ子構造を実現している。
【００３０】
伸縮体４０は、上から順に４つの分割体４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄによって構成されている。分割体４０ａは分割体４０ｂに収容可能であり、分割体４０ｂは分割体４０ｃに収容可能であり、分割体４０ｃは分割体４０ｄに収容可能である。そして、分割体４０ａ〜４０ｄを順次に収納していくことによって伸縮体４０は収縮し、逆に分割体４０ａ〜４０ｄを順次に引き出していくことによって伸縮体４０は伸張する。すなわち、伸縮体４０の収縮時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂに収容され、分割体４０ｂが分割体４０ｃに収容され、分割体４０ｃが分割体４０ｄに収容される。一方、伸縮体４０の伸張時においては、分割体４０ａが分割体４０ｂから引き出され、分割体４０ｂが分割体４０ｃから引き出され、分割体４０ｃが分割体４０ｄから引き出される。
【００３１】
伸縮体４０の伸縮動作は、その内部に設けられた伸縮昇降機構によって実現される。伸縮昇降機構としては、例えば、ベルトとローラとを複数組み合わせたものをモータによって駆動する機構を採用することができる。搬送ロボットＴＲは、このような伸縮昇降機構によって搬送アーム３１ａ，３１ｂの昇降動作を行うことができる。
【００３２】
また、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム３１ａ，３１ｂの水平進退移動および回転動作を行うこともできる。具体的には、分割体４０ａの上部にアームステージ３５が設けられており、そのアームステージ３５によって搬送アーム３１ａ，３１ｂの水平進退移動および回転動作を行う。すなわち、アームステージ３５が搬送アーム３１ａ，３１ｂのそれぞれのアームセグメントを屈伸させることにより搬送アーム３１ａ，３１ｂが水平進退移動を行い、アームステージ３５自体が伸縮体４０に対して回転動作を行うことにより搬送アーム３１ａ，３１ｂが回転動作を行う。
【００３３】
従って、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム３１ａ，３１ｂを高さ方向に昇降動作させること、回転動作させることおよび水平方向に進退移動させることができる。つまり、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム３１ａ，３１ｂを３次元的に移動させることができる。そして、基板Ｗを保持した搬送アーム３１ａ，３１ｂが３次元的に移動して複数の処理ユニットとの間で基板Ｗの受け渡しを行うことによりそれら複数の処理ユニットに対して基板Ｗを搬送して当該基板Ｗに種々の処理を行わせることができる。
【００３４】
＜２．基板処理の手順＞
次に、上記の基板処理装置１における基板処理の手順について説明する。図４は、基板処理装置１における基板処理の手順の一例を示す図である。まず、インデクサＩＤから搬送ロボットＴＲに払い出された未処理の基板Ｗは、密着強化ユニットＡＨに搬入される。密着強化ユニットＡＨは、基板Ｗに加熱処理を行って基板Ｗとレジストとの密着性を向上させる密着強化処理部であり、より正確には加熱した状態の基板Ｗにベーパ状にしたＨＭＤＳ（Hexa Methyl Di Silazan）を吹き付けることによって密着性を強化する。次に、搬送ロボットＴＲは、密着強化処理の終了した基板Ｗを密着強化ユニットＡＨから冷却ユニットＣＰ１に搬送する。冷却ユニットＣＰ１は、密着強化ユニットＡＨにて加熱処理が行われた基板Ｗの冷却処理を行うクールプレートである。
【００３５】
冷却処理の終了した基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって冷却ユニットＣＰ１から塗布処理ユニットＳＣ１へと搬送される。塗布処理ユニットＳＣ１は、基板Ｗの主面にレジストを供給し、基板を回転させてレジスト塗布処理を行う。供給されたレジストは遠心力によって基板Ｗの主面全体に拡がり、レジスト膜を形成する。
【００３６】
次に、レジスト塗布処理の終了した基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって塗布処理ユニットＳＣ１から加熱ユニットＨＰ１へと搬送される。加熱ユニットＨＰ１は、塗布処理ユニットＳＣ１にてレジスト塗布が行われた基板Ｗの加熱処理を行うホットプレートである。この加熱処理は「プリベーク」と称される熱処理であり、基板Ｗに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Ｗとの密着性を強固にして安定した感度のレジスト膜を形成する処理である。
【００３７】
プリベークの終了した基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって加熱ユニットＨＰ１から冷却ユニットＣＰ２へと搬送される。冷却ユニットＣＰ２は、プリベーク後の基板Ｗの冷却処理を行う。
【００３８】
冷却処理終了後、搬送ロボットＴＲは、冷却ユニットＣＰ２からインターフェイスＩＦに基板Ｗを搬送する。インターフェイスＩＦは、搬送ロボットＴＲから受け取ったレジスト膜が形成された基板Ｗを露光装置（ステッパ）に渡す。露光装置はその基板Ｗに露光処理を行う。露光処理後の基板Ｗは再びインターフェイスＩＦに戻される。
【００３９】
インターフェイスＩＦに戻された基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって露光後ベークユニットＰＥＢに搬送される。露光後ベークユニットＰＥＢは、光化学反応によって生じた生成物をレジスト膜内で均一に拡散させる熱処理（露光後ベーク）を行う。この熱処理によって露光部と未露光部との境界におけるレジストの波打ちが解消され、良好なパターンが形成される。
【００４０】
露光後ベークの終了した基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって露光後ベークユニットＰＥＢから冷却ユニットＣＰ３へと搬送される。冷却ユニットＣＰ３は、露光後ベーク後の基板Ｗの冷却処理を行う。その後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって冷却ユニットＣＰ３から現像処理ユニットＳＤ１へと搬送される。現像処理ユニットＳＤ１は、露光後の基板Ｗの現像処理を行う。
【００４１】
現像後の基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによって現像処理ユニットＳＤ１から加熱ユニットＨＰ２へと搬送される。加熱ユニットＨＰ２は、現像後の基板Ｗの加熱を行う。さらにその後、基板Ｗは搬送ロボットＴＲによって加熱ユニットＨＰ２から冷却ユニットＣＰ４へと搬送され、冷却される。
【００４２】
冷却ユニットＣＰ４にて冷却された基板Ｗは、搬送ロボットＴＲによってインデクサＩＤに戻され、キャリアに収納される。
【００４３】
以上のように、図４に示した手順にしたがって搬送ロボットＴＲが基板Ｗを搬送することにより、レジスト塗布処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理からなる一連の処理が基板Ｗに行われる。なお、図４において塗布処理ユニットＳＣ１の代わりに、それと同等の機能を有する塗布処理ユニットＳＣ２を使用するようにしても良いし、塗布処理ユニットＳＣ１または塗布処理ユニットＳＣ２のいずれか空いている方に基板Ｗを搬入するといういわゆる並列処理を行うようにしても良い。このことは、現像処理ユニットＳＤ１、加熱ユニットＨＰ１、冷却ユニットＣＰ１等の同等の機能を有する他の処理ユニットが存在するものについて同様である。
【００４４】
＜３．処理条件＞
以上の説明では、１枚の基板Ｗについての処理手順を述べたが、本実施形態の基板処理装置１においては、複数枚の基板Ｗからなる１つのロットについて連続して図４に示した手順の処理を行っている。具体的には、インデクサＩＤに載置されたキャリアには２５枚の基板Ｗが収納されており、これら２５枚の基板Ｗを１ロットとして連続して処理する。なお、以下においては、連続して処理する２５枚の基板Ｗのうちの１枚目から２４枚目までをそれぞれ基板Ｗ１〜Ｗ２４（通常基板）と記載し、最終の基板を基板ＷＬ（最終基板）と記載し、これらを特に区別する必要のないときは単に基板Ｗと記載する。
【００４５】
連続処理の手法としては、まず、搬送ロボットＴＲが搬送アーム３１ａを用いてロットの最初の基板Ｗ１を密着強化ユニットＡＨに搬入する。密着強化ユニットＡＨにおいて当該最初の基板Ｗ１に加熱処理が行われている間に、搬送ロボットＴＲは搬送アーム３１ａを用いてロットの次の基板Ｗ２を密着強化ユニットＡＨに搬送する。ここで、搬送ロボットＴＲは、２つの搬送アーム３１ａ，３１ｂを使用して基板Ｗの入れ換えを行う。すなわち、まず密着強化ユニットＡＨでの加熱処理が終了した最初の基板Ｗ１を搬送アーム３１ｂによって取り出した後、搬送アーム３１ａによって未処理の基板Ｗ２を密着強化ユニットＡＨに搬入する。その後、搬送ロボットＴＲは、搬送アーム３１ｂを用いて密着強化ユニットＡＨでの加熱処理が終了した最初の基板Ｗ１を冷却ユニットＣＰ１に搬入する。以下、これと同様の手順を繰り返すことにより、２５枚の基板Ｗに連続して図４の処理を行うのである。
【００４６】
ところで、複数枚の基板Ｗに連続して図４の処理を行ったときには以下に述べるような現象が生じる。図５は、複数枚の基板Ｗのうちの最終以外の基板Ｗ１〜Ｗ２４を冷却ユニットＣＰ１に対して搬出入する様子を示す図である。
【００４７】
図５（ａ）は、密着強化ユニットＡＨでの加熱処理が終了した基板Ｗ２を搬送アーム３１ｂが保持するとともに、冷却ユニットＣＰ１における基板Ｗ１の冷却処理が終了した状態を示している。この状態から搬送ロボットＴＲは、搬送アーム３１ａを冷却ユニットＣＰ１にアクセスさせて、冷却処理後の基板Ｗ１を取り出す。この瞬間、搬送アーム３１ａが冷却処理後の基板Ｗ１を保持するとともに、搬送アーム３１ｂが加熱処理後の基板Ｗ２を保持することとなる（図５（ｂ）の状態）。
【００４８】
図５（ｂ）の状態から搬送ロボットＴＲは、搬送アーム３１ｂを冷却ユニットＣＰ１にアクセスさせて、基板Ｗ２を冷却ユニットＣＰ１に搬入する（図５（ｃ）の状態）。その結果、冷却ユニットＣＰ１における基板Ｗ１と基板Ｗ２との入れ換えが行われたこととなる。複数枚の基板Ｗのうちの最終基板ＷＬ以外の基板である通常基板Ｗ１〜Ｗ２４を処理ユニットから取り出すときには全て図５に示したの同様の入れ換え作業が行われることとなる。
【００４９】
一方、図６は、複数枚の基板Ｗのうちの最終の基板ＷＬを冷却ユニットＣＰ１に対して搬出入する様子を示す図である。ロットの最終基板ＷＬについてはその後直ちに処理すべき基板が存在しないため、冷却ユニットＣＰ１での最終基板ＷＬの冷却処理が終了した時点で、２つの搬送アーム３１ａ，３１ｂはともに基板Ｗを保持していない（図６（ａ）の状態）。
【００５０】
この状態から搬送ロボットＴＲは、搬送アーム３１ａを冷却ユニットＣＰ１にアクセスさせて、冷却処理後の最終基板ＷＬを取り出す。この瞬間、搬送アーム３１ａが冷却処理後の最終基板ＷＬを保持する一方で、搬送アーム３１ｂは基板を保持していない（図６（ｂ）の状態）。このように、複数枚の基板Ｗのうちの最終基板ＷＬを処理ユニットから取り出すときには入れ換え作業は行われないのである。
【００５１】
以上の結果、図５の場合には、搬送アーム３１ａに保持された冷却処理後の基板Ｗ１が搬送アーム３１ｂに保持された加熱処理後の基板Ｗ２や搬送アーム３１ｂ自体からの熱影響を受けて若干暖められることとなる。これは最終基板ＷＬ以外の通常基板Ｗ１〜Ｗ２４について同様である。一方、図６の場合には、搬送アーム３１ａに保持された冷却処理後の最終基板ＷＬに対する他の基板Ｗからの熱影響は皆無である。従って、塗布処理ユニットＳＣ１に搬入される時点において、同じように冷却ユニットＣＰ１にて冷却処理を行った基板Ｗであっても通常基板Ｗ１〜Ｗ２４の温度は最終基板ＷＬの温度よりも若干高くなる。
【００５２】
塗布処理ユニットＳＣ１においてレジスト塗布処理を行うときに、基板Ｗの温度が高いと供給されたレジストが拡がりにくくなり、逆に基板Ｗの温度が低いと滴下されたレジストが拡がり易くなる。その結果、温度が低い最終基板ＷＬについては通常基板Ｗ１〜Ｗ２４よりもレジストが容易に拡がって多少レジスト膜の膜厚が薄くなるのである。従来において、最終の基板Ｗの主面に形成されるレジスト膜の膜厚が最終以外の基板Ｗのレジスト膜の膜厚よりも薄くなる傾向が認められたのは以上のような理由による。
【００５３】
そこで、本実施形態においては、以下のようにして処理ユニットでの最終基板ＷＬについてのいずれかの処理条件を変更することにより膜厚変動を抑制するようにしている。
【００５４】
＜３−１．冷却ユニットＣＰ１での処理温度＞
上述したように、レジスト膜厚の膜厚変動の直接の原因は、冷却ユニットＣＰ１から塗布処理ユニットＳＣ１に搬送する工程での熱影響の有無である。ここで、熱影響を受けない最終基板ＷＬについての冷却ユニットＣＰ１での処理温度を熱影響を受ける通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての処理温度よりも高くすれば、最終基板ＷＬも熱影響を受けたのと同じこととなる。
【００５５】
具体的には、コントローラＣＲが冷却ユニットＣＰ１を制御して、最終基板ＷＬについての処理温度を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての処理温度よりも高くする。これにより、熱影響を受けない最終基板ＷＬについても、塗布処理ユニットＳＣ１に搬入される時点においては通常基板Ｗ１〜Ｗ２４と等温となる。その結果、塗布処理ユニットＳＣ１でのレジスト塗布処理時に、１つのロットに含まれる基板Ｗ（２５枚の基板Ｗ）の全てについて同程度にレジストが拡がり、全ての基板Ｗに均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００５６】
なお、最終基板ＷＬについての冷却ユニットＣＰ１での処理温度と通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての処理温度との温度差（オフセット温度）は、均一なレジスト膜が形成されるようなオフセット温度を実験によって予め算定しておき、その値をコントローラＣＲに記憶させておけば良い。コントローラＣＲは、記憶したオフセット温度に基づいて最終基板ＷＬについての冷却ユニットＣＰ１での処理温度を変更する。
【００５７】
＜３−２．塗布処理ユニットＳＣ１での回転数＞
また、塗布処理ユニットＳＣ１に搬入される時点において、通常基板Ｗ１〜Ｗ２４の温度が最終基板ＷＬの温度よりも若干高かったとしても、塗布処理ユニットＳＣ１での最終基板ＷＬについての回転数を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての回転数よりも少なくすると、遠心力が弱まって供給されたレジストが拡がりにくくなり、最終基板ＷＬのレジスト膜の膜厚が厚くなる。
【００５８】
具体的には、コントローラＣＲが塗布処理ユニットＳＣ１を制御して、塗布処理ユニットＳＣ１での最終基板ＷＬについての回転数を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての回転数よりも少なくする。これにより、レジストが拡がりにくくなって最終基板ＷＬに形成されるレジスト膜の膜厚が厚くなり、その結果、１つのロットに含まれる全ての基板Ｗに均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００５９】
なお、最終基板ＷＬについての塗布処理ユニットＳＣ１での回転数と通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての回転数との回転数差（オフセット回転数）は、均一なレジスト膜が形成されるようなオフセット回転数を実験によって予め算定しておき、その値をコントローラＣＲに記憶させておけば良い。コントローラＣＲは、記憶したオフセット回転数に基づいて最終基板ＷＬについての塗布処理ユニットＳＣ１での回転数を変更する。
【００６０】
＜３−３．プリベーク温度＞
また、レジスト塗布処理が終了した時点での最終基板ＷＬのレジスト膜厚が通常基板Ｗ１〜Ｗ２４より多少薄かったとしても、加熱ユニットＨＰ１での最終基板ＷＬについてのプリベーク温度を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についてのプリベーク温度よりも低くすれば、溶媒成分の蒸発が少なくなり、最終基板ＷＬに形成されるレジスト膜の膜厚が厚くなる。
【００６１】
具体的には、コントローラＣＲが加熱ユニットＨＰ１を制御して、加熱ユニットＨＰ１での最終基板ＷＬについての処理温度を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての処理温度よりも低くする。これにより、溶媒成分の蒸発が抑制されて最終基板ＷＬに形成されるレジスト膜の膜厚が厚くなり、その結果、１つのロットに含まれる全ての基板Ｗに均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００６２】
なお、最終基板ＷＬについての加熱ユニットＨＰ１での処理温度と通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての処理温度との温度差（オフセット温度）は、均一なレジスト膜が形成されるようなオフセット温度を実験によって予め算定しておき、その値をコントローラＣＲに記憶させておけば良い。コントローラＣＲは、記憶したオフセット温度に基づいて最終基板ＷＬについての加熱ユニットＨＰ１での処理温度を変更する。
【００６３】
＜３−４．塗布処理ユニットＳＣ１での回転時間＞
また、塗布処理ユニットＳＣ１に搬入される時点において、通常基板Ｗ１〜Ｗ２４の温度が最終基板ＷＬの温度よりも若干高かったとしても、塗布処理ユニットＳＣ１での最終基板ＷＬについての回転時間を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての回転時間よりも短くすると、供給されたレジストの拡がりが抑制され、最終基板ＷＬのレジスト膜の膜厚が厚くなる。
【００６４】
具体的には、コントローラＣＲが塗布処理ユニットＳＣ１を制御して、塗布処理ユニットＳＣ１での最終基板ＷＬについての回転時間を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての回転時間よりも短くする。これにより、レジストの拡がりが抑制されて最終基板ＷＬに形成されるレジスト膜の膜厚が厚くなり、その結果、１つのロットに含まれる全ての基板Ｗに均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００６５】
なお、最終基板ＷＬについての塗布処理ユニットＳＣ１での回転時間と通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての回転時間との時間差（オフセット時間）は、均一なレジスト膜が形成されるようなオフセット時間を実験によって予め算定しておき、その値をコントローラＣＲに記憶させておけば良い。コントローラＣＲは、記憶したオフセット時間に基づいて最終基板ＷＬについての塗布処理ユニットＳＣ１での回転時間を変更する。
【００６６】
＜３−５．プリベーク時間＞
また、レジスト塗布処理が終了した時点での最終基板ＷＬのレジスト膜厚が通常基板Ｗ１〜Ｗ２４より多少薄かったとしても、加熱ユニットＨＰ１での最終基板ＷＬについてのプリベーク時間を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についてのプリベーク時間よりも短くすれば、溶媒成分の蒸発が少なくなり、最終基板ＷＬに形成されるレジスト膜の膜厚が厚くなる。
【００６７】
具体的には、コントローラＣＲが加熱ユニットＨＰ１を制御して、加熱ユニットＨＰ１での最終基板ＷＬについての加熱時間を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての加熱時間よりも短くする。これにより、溶媒成分の蒸発が抑制されて最終基板ＷＬに形成されるレジスト膜の膜厚が厚くなり、その結果、１つのロットに含まれる全ての基板Ｗに均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００６８】
なお、最終基板ＷＬについての加熱ユニットＨＰ１での加熱時間と通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての加熱時間との時間差（オフセット時間）は、均一なレジスト膜が形成されるようなオフセット時間を実験によって予め算定しておき、その値をコントローラＣＲに記憶させておけば良い。コントローラＣＲは、記憶したオフセット時間に基づいて最終基板ＷＬについての加熱ユニットＨＰ１での加熱時間を変更する。
【００６９】
以上のように、本実施形態においては、搬送ロボットＴＲが複数枚の基板Ｗを順次に密着強化ユニットＡＨ、冷却ユニットＣＰ１、塗布処理ユニットＳＣ１、加熱ユニットＨＰ１の順に搬送し、それら複数枚の基板Ｗに順次にレジストを塗布して各基板Ｗの主面にレジスト膜を形成している。そして、それら複数枚の基板Ｗを同一の処理条件にて処理したとすると、最終基板ＷＬについては冷却ユニットＣＰ１から塗布処理ユニットＳＣ１に搬送する工程での熱影響が無いことに起因して、最終基板ＷＬの主面に形成されるレジスト膜の膜厚が通常基板Ｗ１〜Ｗ２４の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる。
【００７０】
そこで、本実施形態では、複数枚の基板Ｗのうちの最終にレジスト塗布を行う最終基板ＷＬについては、当該最終基板ＷＬの主面に形成されるレジスト膜の膜厚が、複数枚の基板Ｗのうちの最終基板ＷＬ以外の通常基板Ｗ１〜Ｗ２４の主面に形成されたレジスト膜の膜厚と同一となるように、処理条件を変更している。最終基板ＷＬの主面に形成されるレジスト膜の膜厚が通常基板Ｗ１〜Ｗ２４の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合に変更する具体的な処理条件の内容は、
▲１▼冷却ユニットＣＰ１での最終基板ＷＬについての処理温度を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての処理温度よりも高くする、
▲２▼塗布処理ユニットＳＣ１での最終基板ＷＬについての回転数を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての回転数よりも少なくする、
▲３▼加熱ユニットＨＰ１での最終基板ＷＬについての処理温度を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての処理温度よりも低くする、
▲４▼塗布処理ユニットＳＣ１での最終基板ＷＬについての回転時間を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての回転時間よりも短くする、
▲５▼加熱ユニットＨＰ１での最終基板ＷＬについての加熱時間を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４についての加熱時間よりも短くする、
というものである。これらのうちのいずれかの処理条件変更を行うことにより、最終基板ＷＬに形成されるレジスト膜の膜厚が厚くなり、その結果、１つのロットに含まれる全ての基板Ｗに均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００７１】
また、熱影響を均一にすべく冷却ユニットＣＰ１から塗布処理ユニットＳＣ１に基板Ｗを搬送するための専用の搬送アームを設けるような場合に比較すると、特別なハードウェアを必要としないため、コストダウンになるとともに、フットプリントの増大を抑制することができる。
【００７３】
＜４．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、変更する処理条件の内容は上記実施形態にて示したものに限定されず、塗布処理ユニットＳＣ１での温度、湿度または塗布すべきレジストの温度、粘度であっても良い。最終基板ＷＬの主面に形成されるレジスト膜の膜厚が通常基板Ｗ１〜Ｗ２４の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、
(6)最終基板ＷＬについての塗布処理ユニットＳＣ１の温度を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４よりも低くする、
(7)最終基板ＷＬについての塗布処理ユニットＳＣ１の湿度を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４よりも高くする、
(8)最終基板ＷＬに塗布するレジストの温度を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４よりも高くする、
(9)最終基板ＷＬに塗布するレジストの粘度を通常基板Ｗ１〜Ｗ２４よりも高くする、
のいずれかを実行することにより、最終基板ＷＬに形成されるレジスト膜の膜厚が厚くなり、その結果、１つのロットに含まれる全ての基板Ｗに均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００７５】
もっとも、これらの処理条件よりも上記実施形態において述べた５つの処理条件の方が制御の応答性および精度が優れているため、コントローラＣＲが容易に変更することができる。
【００７６】
また、変更する処理条件については、上記のいずれかを択一的に採用してもよいし、上記のうちの複数を組み合わせるようにしても良い。例えば、最終基板ＷＬについて、冷却ユニットＣＰ１での処理温度を高くするとともに、塗布処理ユニットＳＣ１での回転数を少なくするようにしても良い。
【００７７】
なお、最終基板ＷＬについての処理条件の変更手法は、予め最終基板ＷＬと通常基板Ｗ１〜Ｗ２４との膜厚差を実験などの結果によって予測した上で、その膜厚差を埋め合わせる前述した冷却処理ユニットＣＰ１、塗布処理ユニットＳＣ１、加熱ユニットＨＰ１の少なくともいずれかにおける処理パラメータのオフセット値を予めコントローラＣＲに記憶させておいてコントローラＣＲによって最終基板ＷＬの処理条件を変更しておくのでも当然よいし、例えば基板処理装置１内のいずれかの箇所に膜厚測定手段を設け、最終基板ＷＬについて塗布処理ユニットＳＣ１で塗布されたレジスト膜の膜圧を膜厚測定手段によって測定し、測定された最終基板ＷＬについてのレジスト膜の膜厚と通常基板Ｗ１〜Ｗ２４で形成されるべき所望のレジスト膜の膜厚（通常基板Ｗ１〜Ｗ２４のいずれかに形成されたレジスト膜の膜厚も膜厚測定手段によって実際に測定されたものでもかまわない）との差をコントローラＣＲで求め、実際に膜厚差がある場合には、その膜厚差に相当する前述した冷却処理ユニットＣＰ１、塗布処理ユニットＳＣ１、加熱ユニットＨＰ１の少なくともいずれかにおける処理パラメータのオフセット値をコントローラＣＲで求めてコントローラＣＲ内のメモリに記憶させ、コントローラＣＲによって以後自動的に最終基板ＷＬについての処理条件を変更するようにしてもよい。
【００７８】
以上の内容を集約すると、複数枚の基板Ｗを同一の処理条件にて処理したときに、最終基板ＷＬの主面に形成されるレジスト膜の膜厚が通常基板Ｗ１〜Ｗ２４の主面に形成されたレジスト膜の膜厚に対して変動する場合には、その変動を補償するように最終基板ＷＬの処理条件を変更する形態であれば良いのである。
【００７９】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１および請求項７の発明によれば、複数枚の基板のうちの最終にレジスト塗布を行う最終基板については、当該最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が、複数枚の基板のうちの最終基板以外の通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚と略同一となるように、当該最終基板についての前記各処理部での処理条件を変更するため、複数枚の基板を連続して処理したときにも、全ての基板に均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００８０】
また、請求項２の発明によれば、複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、冷却処理部での最終基板についての処理温度を通常基板についての処理温度よりも高くするため、レジスト塗布処理部にて最終基板のレジストが拡がりにくくなり、その結果、最終基板のレジスト膜厚が厚くなり、全ての基板に均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００８２】
また、請求項３の発明によれば、複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、レジスト塗布処理部での最終基板についての回転数を通常基板についての回転数よりも少なくするため、レジスト塗布処理部にて最終基板のレジストが拡がりにくくなり、その結果、最終基板のレジスト膜厚が厚くなり、全ての基板に均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００８４】
また、請求項４の発明によれば、複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、加熱処理部での最終基板についての処理温度を通常基板についての処理温度よりも低くするため、加熱処理部にて最終基板のレジストの溶媒成分が蒸発しにくくなり、その結果、最終基板のレジスト膜厚が厚くなり、全ての基板に均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００８６】
また、請求項５の発明によれば、複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、レジスト塗布処理部での最終基板についての回転時間を通常基板についての回転時間よりも短くするため、レジスト塗布処理部にて最終基板のレジストが拡がりにくくなり、その結果、最終基板のレジスト膜厚が厚くなり、全ての基板に均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【００８８】
また、請求項６の発明によれば、複数枚の基板を同一の処理条件にて処理したとすると最終基板の主面に形成されるレジスト膜の膜厚が通常基板の主面に形成されたレジスト膜の膜厚よりも薄くなる場合には、加熱処理部での最終基板についての加熱時間を通常基板についての加熱時間よりも短くするため、加熱処理部にて最終基板のレジストの溶媒成分が蒸発しにくくなり、その結果、最終基板のレジスト膜厚が厚くなり、全ての基板に均一な膜厚のレジスト膜を形成することができる。
【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平面図である。
【図２】図１の基板処理装置の第１処理部群および第２処理部群の構成を示す図である。
【図３】図１の基板処理装置の搬送ロボットの外観斜視図である。
【図４】図１の基板処理装置における基板処理の手順の一例を示す図である。
【図５】複数枚の基板のうちの最終以外の基板を冷却ユニットに対して搬出入する様子を示す図である。
【図６】複数枚の基板のうちの最終の基板を冷却ユニットに対して搬出入する様子を示す図である。
【符号の説明】
１  基板処理装置
３１ａ，３１ｂ  搬送アーム
ＡＨ  密着強化ユニット
ＣＰ１〜ＣＰ６  冷却ユニット
ＣＲ  コントローラ
ＨＰ１〜ＨＰ１０  加熱ユニット
ＩＤ  インデクサ
ＩＦ  インターフェイス
ＰＧ１  第１処理部群
ＰＧ２  第２処理部群
ＳＣ１，ＳＣ２  塗布処理ユニット
ＴＲ  搬送ロボット
Ｗ  基板
【図１】
0003916886.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003916886.tif 000006
【図６】
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