JP2000138158A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 塗布処理部ＳＣ１にてレジスト塗布処理
が行われた基板には、加熱処理部ＨＰ１において露光前
加熱処理が施される。その後、当該基板は搬送ロボット
ＴＲ１からインターフェイスＩＦを介して露光装置に渡
され、露光処理終了後再び搬送ロボットＴＲ１に戻され
る。そして、その基板はエッジ露光処理部ＥＥ１を経由
して露光後ベークプレート部ＰＥＢに搬入され、露光後
加熱処理が施される。このときに、エッジ露光処理部Ｅ
Ｅ１は、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、露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける基板の向
きを調整している。

Description

【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Ｉ
Ｄ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Ｓ
Ｄ１、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ＥＥ
１、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Ｔ
Ｒ１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Ｓ
Ｃ１、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ＣＰ
４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Ｍ
Ｐ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】

【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ＨＰ
１にてプリベークが施される（処理順序）。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）。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）、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
）、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〜）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ＣＰ
２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１
０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ＥＥ
１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（ＥＥ
２）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１
０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Ｐ
ＥＢ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１
８０゜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１
８０゜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ＴＲ
１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】

【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】

【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Ｔ
Ｈ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Ｐ
ＥＢ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Ｐ
ＥＢ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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 智則 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292 株式会 社半導体先端テクノロジーズ内 (72)発明者 籔田 光男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292 株式会 社半導体先端テクノロジーズ内 (72)発明者 辻 雅夫 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 大谷 正美 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 松家 毅 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H096 AA00 AA24 AA25 AA27 DA01 FA01 GB00 GB07 5F046 KA04 KA10

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。