JP4920317B2

JP4920317B2 - 基板の処理方法、プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体及び基板の処理システム

Info

Publication number: JP4920317B2
Application number: JP2006169756A
Authority: JP
Inventors: 英男志手; 裕一寺下
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2026-06-20
Also published as: JP2008004591A

Description

本発明は、基板の処理方法、プログラム、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び基板の処理システムに関する。

例えば半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー工程では、例えばウェハ上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。

上述のレジストパターンは、下地の被エッチング膜のパターン形状を定めるものであり、厳格な寸法で形成する必要がある。このため、例えば初めに検査用のウェハ上にレジストパターンを形成し、そのレジストパターンの線幅を測定し、その線幅測定結果に基づいて、レジストパターンの形成工程の各種設定パラメータを補正して、レジストパターンの線幅の適正化を図ることが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００２-１９０４４６号公報

しかしながら、上述したように検査用のウェハのレジストパターンの線幅を測定し、その測定結果に基づいてその後の製品ウェハの処理設定を補正するいわゆるフィードバック方式では、測定されるウェハと新しい設定で処理されるウェハとが別であり、例えば各ウェハ毎、或いは各ウェハ処理毎に固有の線幅のばらつき原因がある場合に十分に対応できない。このように、上述したフィードパック方式では、レジストパターンの線幅を個々のウェハの特性に応じて補正することは難しかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ウェハなどの基板上に形成されるレジストパターンの線幅などの寸法を基板毎に適正に補正することをその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、基板の処理方法であって、基板上にレジストパターンを形成する第１の工程と、前記レジストパターンの寸法を測定する第２の工程と、前記寸法の測定結果に基づいて、その測定された前記基板をガラス転移点以上の所定の温度に加熱して、前記基板上のレジストパターンの寸法を所定の目標寸法に調整する第３の工程と、を有し、前記第１の工程では、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理と、前記レジスト膜を露光する露光処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理を行なうことで、レジストパターンの寸法調整を行なって、レジストパターンを最終的な目標寸法よりも小さい寸法に形成することを特徴とする。
また第１の工程では、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理と、前記レジスト膜を露光する露光処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理と、現像処理後に基板を加熱することで、レジストパターンの寸法調整を行なって、レジストパターンを最終的な目標寸法よりも小さい寸法に形成するようにしてもよい。

本発明によれば、レジストパターンを形成した後に、そのレジストパターンの寸法を測定し、その測定結果に基づいて、その測定基板のレジストパターンの寸法を目標寸法に調整するので、各基板の特性に応じてレジストパターンの寸法を適正に補正できる。

前記第２の工程では、基板面内の複数領域の寸法を測定し、前記第３の工程では、基板を前記領域毎に所定の温度で加熱するようにしてもよい。

前記第３の工程では、基板面内の寸法の小さい領域を寸法の大きい領域よりも高い温度で加熱するようにしてもよい。

予め求められている前記加熱温度と前記寸法との相関に基づいて、前記第３の工程の加熱温度が設定されるようにしてもよい。

別の観点による本発明によれば、上記基板の処理方法を、コンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。

また、別の観点による本発明によれば、上記基板の処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

別の観点による本発明は、基板の処理システムであって、基板上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成部と、前記レジストパターンの寸法を測定する寸法測定部と、前記寸法の測定結果に基づいて、その測定された前記基板をガラス転移点以上の所定の温度に加熱して、前記基板上のレジストパターンの寸法を所定の目標寸法に調整する寸法調整部とを有し、前記レジストパターン形成部では、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理と、前記レジスト膜を露光する露光処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理を行なうことで、レジストパターンの寸法調整を行なって、レジストパターンを最終的な目標寸法よりも小さい寸法に形成することを特徴とする。
またレジストパターン形成部では、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理と、前記レジスト膜を露光する露光処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理と、現像処理後に基板を加熱することで、レジストパターンの寸法調整を行なって、レジストパターンを最終的な目標寸法よりも小さい寸法に形成するようにしてもよい。

前記寸法測定部は、基板面内の複数領域の寸法を測定し、前記寸法調整部は、基板を前記領域毎に所定の温度で加熱するようにしてもよい。

前記寸法調整部は、基板面内の寸法の小さい領域を寸法の大きい領域よりも高い温度で加熱するようにしてもよい。

予め求められている前記加熱温度と前記寸法の相関に基づいて、前記寸法調整のための加熱温度が設定されるようにしてもよい。

本発明によれば、各基板のレジストパターンが適正な寸法に形成されるので、歩留まりが向上できる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる基板の処理システムとしての塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図であり、図２は、塗布現像処理システム１の正面図であり、図３は、塗布現像処理システム１の背面図である。

塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり、カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と、ウェハＷに対し所定の検査を行う検査ステーション３と、フォトリソグラフィー工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を多段に配置している処理ステーション４と、この処理ステーション４に隣接して設けられている露光装置Ａとの間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２では、カセット載置台６が設けられ、当該カセット載置台６は、複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。カセットステーション２には、搬送路７上をＸ方向に沿って移動可能なウェハ搬送体８が設けられている。ウェハ搬送体８は、カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり、カセットＣ内に上下方向に配列されたウェハＷに対して選択的にアクセスできる。ウェハ搬送体８は、鉛直方向の軸周り（θ方向）に回転可能であり、後述する検査ステーション３側の受け渡し部１０に対してもアクセスできる。

カセットステーション２に隣接する検査ステーション３には、寸法測定部としてのパターン寸法測定装置２０が設けられている。パターン寸法測定装置２０は、例えば検査ステーション３のＸ方向負方向（図１の下方向）側に配置されている。例えば検査ステーション３のカセットステーション２側には、カセットステーション２との間でウェハＷを受け渡しするための受け渡し部１０が配置されている。この受け渡し部１０には、例えばウェハＷを載置する載置部１０ａが設けられている。パターン寸法測定装置２０のＸ方向正方向（図１の上方向）には、例えば搬送路１１上をＸ方向に沿って移動可能なウェハ搬送装置１２が設けられている。ウェハ搬送装置１２は、例えば上下方向に移動可能でかつθ方向にも回転自在であり、パターン寸法測定装置２０、受け渡し部１０及び処理ステーション４側の後述する第３の処理装置群Ｇ３の各処理装置に対してアクセスできる。

検査ステーション３に隣接する処理ステーション４は、複数の処理装置が多段に配置された、例えば５つの処理装置群Ｇ１〜Ｇ５を備えている。処理ステーション４のＸ方向負方向（図１中の下方向）側には、検査ステーション３側から第１の処理装置群Ｇ１、第２の処理装置群Ｇ２が順に配置されている。処理ステーション４のＸ方向正方向（図１中の上方向）側には、検査ステーション３側から第３の処理装置群Ｇ３、第４の処理装置群Ｇ４及び第５の処理装置群Ｇ５が順に配置されている。第３の処理装置群Ｇ３と第４の処理装置群Ｇ４の間には、第１の搬送装置３０が設けられている。第１の搬送装置３０は、第１の処理装置群Ｇ１、第３の処理装置群Ｇ３及び第４の処理装置群Ｇ４内の各装置に対し選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。第４の処理装置群Ｇ４と第５の処理装置群Ｇ５の間には、第２の搬送装置３１が設けられている。第２の搬送装置３１は、第２の処理装置群Ｇ２、第４の処理装置群Ｇ４及び第５の処理装置群Ｇ５内の各装置に対して選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。

図２に示すように第１の処理装置群Ｇ１には、ウェハＷに所定の液体を供給して処理を行う液処理装置、例えばウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置４０、４１、４２、露光処理時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティング装置４３、４４が下から順に５段に重ねられている。第２の処理装置群Ｇ２には、液処理装置、例えばウェハＷに現像液を供給して現像処理する現像処理装置５０〜５４が下から順に５段に重ねられている。また、第１の処理装置群Ｇ１及び第２の処理装置群Ｇ２の最下段には、各処理装置群Ｇ１、Ｇ２内の前記液処理装置に各種処理液を供給するためのケミカル室６０、６１がそれぞれ設けられている。

例えば図３に示すように第３の処理装置群Ｇ３には、温調装置７０、ウェハＷの受け渡しを行うためのトランジション装置７１、精度の高い温度管理下でウェハ温度を調節する高精度温調装置７２〜７４及びウェハＷを高温で加熱処理する寸法調整部としての寸法調整装置７５〜７８が下から順に９段に重ねられている。

第４の処理装置群Ｇ４では、例えば高精度温調装置８０、レジスト塗布処理後のウェハＷを加熱処理するプリベーキング装置８１〜８４及び現像処理後のウェハＷを加熱処理するポストベーキング装置８５〜８９が下から順に１０段に重ねられている。

第５の処理装置群Ｇ５では、ウェハＷを熱処理する複数の熱処理装置、例えば高精度温調装置９０〜９３、ポストエクスポージャーベーキング装置９４〜９９が下から順に１０段に重ねられている。

図１に示すように第１の搬送装置３０のＸ方向正方向側には、複数の処理装置が配置されており、例えば図３に示すようにウェハＷを疎水化処理するためのアドヒージョン装置１００、１０１、ウェハＷを加熱処理する加熱処理装置１０２、１０３が下から順に４段に重ねられている。図１に示すように第２の搬送装置３１のＸ方向正方向側には、例えばウェハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置１０４が配置されている。

インターフェイスステーション５には、例えば図１に示すようにＸ方向に向けて延伸する搬送路１１０上を移動するウェハ搬送体１１１と、バッファカセット１１２が設けられている。ウェハ搬送体１１１は、Ｚ方向に移動可能でかつθ方向にも回転可能であり、インターフェイスステーション５に隣接した露光装置Ａと、バッファカセット１１２及び第５の処理装置群Ｇ５に対してアクセスしてウェハＷを搬送できる。

なお、本実施の形態においては、例えば処理ステーション４のレジスト塗布装置４０〜４２、プリベーキング装置８１〜８４、現像処理装置５０〜５４、ポストエクスポージャーベーキング装置９４〜９９及びポストベーキング装置８５〜８９によりレジストパターン形成部が構成されている。

次に、上述のパターン寸法測定装置２０の構成について説明する。パターン寸法測定装置２０は、例えば図４に示すようにウェハＷを水平に載置する載置台１２０と、光学式表面形状測定計１２１を備えている。載置台１２０は、例えばＸ−Ｙステージになっており、水平方向の２次元方向に移動できる。光学式表面形状測定計１２１は、例えばウェハＷに対して斜方向から光を照射する光照射部１２２と、光照射部１２２から照射されウェハＷで反射した光を検出する光検出部１２３と、当該光検出部１２３の受光情報に基づいてウェハＷ上のレジストパターンの寸法を算出する測定部１２４を備えている。本実施の形態にかかるパターン寸法測定装置２０は、例えばスキャトロメトリ（Scatterometry）法を用いてレジストパターンの寸法を測定するものであり、測定部１２４において、光検出部１２３により検出されたウェハ面内の光強度分布と、予め記憶されている仮想の光強度分布とを照合し、その照合された仮想の光強度分布に対応するレジストパターンの寸法を求めることにより、レジストパターンの寸法を測定できる。

また、パターン形成装置２０は、光照射部１２２及び光検出部１２３に対してウェハＷを相対的に水平移動させることによって、ウェハ面内の複数領域、例えば図５に示すような各ウェハ領域Ｗ_１〜Ｗ_５のパターン寸法を測定することができる。なお、このウェハ領域Ｗ_１〜Ｗ_５は、後述する寸法調整装置７５〜７８の熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５に対応している。

次に、上述した寸法調整装置７５〜７８の構成について説明する。例えば寸法調整装置７５は、図６に示すようにケーシング７５ａ内に、上側に位置して上下動自在な蓋体１３０と、下側に位置して蓋体１３０と一体となって処理室Ｋを形成する熱板収容部１３１を有している。

蓋体１３０は、下面が開口した略円筒形状を有している。蓋体１３０の上面中央部には、排気部１３０ａが設けられている。処理室Ｋ内の雰囲気は、排気部１３０ａから均一に排気される。

熱板１４０は、図７に示すように複数、例えば５つの熱板領域Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５に区画されている。熱板１４０は、例えば平面から見て中心部に位置して円形の熱板領域Ｒ_１と、その周囲を円弧状に４等分した熱板領域Ｒ_２〜Ｒ_５に区画されている。

熱板１４０の各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５には、給電により発熱するヒータ１４１が個別に内蔵され、各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５毎に加熱できる。各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５のヒータ１４１の発熱量は、温度制御装置１４２により調整されている。温度制御装置１４２は、ヒータ１４１の発熱量を調整して、各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５の温度を所定の加熱温度に制御できる。温度制御装置１４２における加熱温度の設定は、例えば後述する制御部１７０により行われる。

図６に示すように熱板１４０の下方には、ウェハＷを下方から支持し昇降させるための昇降ピン１５０が設けられている。昇降ピン１５０は、昇降駆動機構１５１により上下動できる。熱板１４０の中央部付近には、熱板１４０を厚み方向に貫通する貫通孔１５２が形成されており、昇降ピン１５０は、熱板１４０の下方から上昇して貫通孔１５２を通過し、熱板１４０の上方に突出できる。

熱板収容部１３１は、例えば熱板１４０を収容して熱板１４０の外周部を保持する環状の保持部材１６０と、その保持部材１６０の外周を囲む略筒状のサポートリング１６１を備えている。

なお、寸法調整装置７６〜７８の構成については、上記寸法調整装置７５と同様であるので説明を省略する。

次に、上記寸法調整装置７５〜７８の加熱温度の設定を行う制御部１７０の構成について説明する。例えば制御部１７０は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えた汎用コンピュータにより構成され、例えば図６及び図７に示すように温度制御装置１４２に接続されている。

制御部１７０は、例えば図８に示すように例えばパターン寸法測定装置２０からの寸法測定結果が入力される入力部２００と、寸法測定結果から寸法調整装置７５〜７８の加熱温度を算出するために必要な各種情報が格納されるデータ格納部２０１と、寸法調整装置７５〜７８の加熱温度を算出するプログラムＰを格納するプログラム格納部２０２と、プログラムＰを実行して加熱温度を算出する演算部２０３と、算出された加熱温度を寸法調整装置７５〜７８に出力する出力部２０４などを備えている。

例えばデータ格納部２０１には、例えば図９に示すような寸法調整装置７５〜７８における加熱温度Ｔと寸法Ｄとの相関Ｍを示すデータが格納されている。プログラム格納部２０２に格納されたプログラムＰは、例えばパターン寸法測定装置２０からのウェハ面内の寸法測定結果に基づいて、相関Ｍを用いて、寸法調整装置７５〜７８における各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５の加熱温度を算出できる。このプログラムＰは、熱板１４０の加熱によってウェハ面内のレジストパターンの寸法が広げられ所定の目標寸法になるようなガラス転移点以上の加熱温度を算出する。なお、制御部１７０の機能を実現するためのプログラムＰは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体により制御部１７０にインストールされたものであってもよい。

次に、以上のように構成された塗布現像処理システム１におけるウェハＷの処理プロセスについて説明する。図１０は、このウェハＷの処理プロセスの一例を示すフローである。

先ず、図１に示すウェハ搬送体８によって、カセット載置台６上のカセットＣ内から未処理のウェハＷが一枚ずつ取り出され、検査ステーション３の受け渡し部１０に順次搬送される。受け渡し部１０に搬送されたウェハＷは、ウェハ搬送装置１２によって処理ステーション４に搬送され、レジストパターンの形成処理が行われる（図１０の工程Ｓ１）。例えばウェハＷは、先ず処理ステーション４の第３の処理装置群Ｇ３に属する温調装置７０に搬送され、所定温度に温度調節された後、第１の搬送装置３０によってボトムコーティング装置４３に搬送され、反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第１の搬送装置３０によって加熱処理装置１０２、高精度温調装置８０に順次搬送され、各処理装置において所定の処理が施される。その後ウェハＷは、第１の搬送装置３０によってレジスト塗布装置４０に搬送される。

レジスト塗布装置４０では、例えば回転されたウェハＷの表面に所定量のレジスト液が供給され、そのレジスト液がウェハＷの表面の全面に拡散することによってウェハＷ上にレジスト膜が形成される（図１０の工程Ｓ２）。

レジスト膜が形成されたウェハＷは、第１の搬送装置３０によって例えばプリベーキング装置８１に搬送され、加熱処理が施された後、第２の搬送装置３１によって周辺露光装置１０４、高精度温調装置９３に順次搬送され、各装置において所定の処理が施される。その後、インターフェイスステーション５のウェハ搬送体１１１によって露光装置Ａに搬送され、ウェハＷ上のレジスト膜に所定のパターンが露光される（図１０の工程Ｓ３）。露光処理の終了したウェハＷは、ウェハ搬送体１１１によって処理ステーション４の例えばポストエクスポージャーベーキング装置９４に搬送され、ウェハＷが加熱処理される。

加熱処理が終了したウェハＷは、第２の搬送装置３１によって高精度温調装置８１に搬送されて温度調節され、その後、現像処理装置３０に搬送され、ウェハＷ上のレジスト膜が現像される（図１０の工程Ｓ４）。その後ウェハＷは、例えば第２の搬送装置３１によってポストベーキング装置８５に搬送され、ポストベークが施された後（図１０の工程Ｓ５）、第１の搬送装置３０によって高精度温調装置７２に搬送され温度調節される。こうして、レジストパターンの形成工程Ｓ１が終了する。なお、このレジストパターンの形成工程Ｓ１においては、最終的な目標線幅よりも小さい線幅にレジストパターンが形成される。

レジストパターンの形成工程Ｓ１が終了したウェハＷは、第１の搬送装置３０によってトランジション装置７１に搬送され、ウェハ搬送装置１２によって検査ステーション３のパターン寸法測定装置２０に搬送される。

パターン寸法測定装置２０では、図４に示すようにウェハＷが載置台１２０に載置される。次に、ウェハＷの所定部分に光照射部１２２から光が照射され、その反射光が光検出部１２３により検出され、測定部１２４においてウェハＷ上のレジストパターンの寸法、例えば線幅が測定される（図１０の工程Ｓ６）。このパターン寸法測定装置２０では、光照射部１２２及び光検出部１２３に対しウェハＷが水平移動され、各ウェハ領域Ｗ_１〜Ｗ_５毎にレジストパターンの線幅が測定される。これらの各ウェハ領域Ｗ_１〜Ｗ_５の線幅の測定結果は、制御部１７０に出力される。

例えば制御部１７０では、プログラムＰにより、パターン寸法測定装置２０からの線幅測定結果とデータ格納部２０１の相関Ｍに基づいて、寸法調整装置７５〜７８における各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５の加熱温度が算出される。この加熱温度は、ガラス転移点Ｔｇ以上の例えば１４０℃〜１６０℃程度の温度であって、寸法調整装置７５〜７８の加熱処理によって全ウェハ領域Ｗ_１〜Ｗ_５のレジストパターンの線幅が一定の目標線幅になるような温度に算出される。

例えば図１１に示すようにレジストパターンの最終的な目標線幅が９０μｍであり、ウェハＷの中央部のウェハ領域Ｗ_１の測定線幅が８０μｍで、ウェハＷの外周部のウェハ領域Ｗ_２〜Ｗ_５の測定線幅が８５μｍであった場合、ウェハ領域Ｗ_２〜Ｗ_５に対応する熱板領域Ｒ_２〜Ｒ_５の加熱温度として、図９に示すようにガラス転移点Ｔｇを超えて線幅が＋５μｍ広がるＴ１℃が算出される。また、ウェハ領域Ｗ_１に対応する熱板領域Ｒ_１の加熱温度として、他の領域の温度Ｔ１℃よりも高く線幅が＋１０μｍ広がるＴ２℃が算出される。そして、これらの算出された加熱温度は、寸法調整装置７５〜７８の温度制御装置１４２に各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_５の加熱温度として設定される（図１０の工程Ｓ７）。

その後、パターン寸法測定装置２０から搬出されたウェハＷは、ウェハ搬送体８によって処理ステーション４の例えば寸法調整装置７５に搬送される。ウェハＷは、予め上昇して待機していた昇降ピン１５０に受け渡され、蓋体１３０が閉じられた後、昇降ピン１５０が下降してウェハＷが熱板１４０上に載置される。こうしてウェハＷは、予め所定の加熱温度に昇温されていた熱板１４０により加熱される。このとき、ウェハＷは、上述した熱板領域Ｒ_１と熱板領域Ｒ_２〜Ｒ_５との異なる温度設定によりウェハ領域Ｗ_１とウェハ領域Ｗ_２〜Ｗ_５は異なる温度で加熱される。ウェハ領域Ｗ_１とウェハ領域Ｗ_２〜Ｗ_５は、共にガラス転移点Ｔｇよりも高い温度に加熱されるので、図１２に示すようにサーマルシュリンク現象により、レジストパターンＢが軟化して線幅Ｄが広げられる。また、ウェハ領域Ｗ_１の温度がウェハ領域Ｗ_２〜Ｗ_５よりも高い温度で加熱されるので、図１１に示すようにウェハ領域Ｗ_１のレジストパターンＢがウェハ領域Ｗ_２〜Ｗ_５に比べてより大きく広げられ、例えばウェハ領域Ｗ_１のレジストパターンの線幅Ｄが８０μｍ→９０μｍに調整され、ウェハ領域Ｗ_２〜Ｗ_５のレジストパターンの線幅Ｄが８５μｍ→９０μｍに調整される。このように、各ウェハ領域Ｗ_１〜Ｗ_５のレジストパターンの線幅が加熱温度に応じて広げられ、最終的にウェハ面内のレジストパターンの線幅が均一に調整される（図１０の工程Ｓ８）。

寸法調整装置７５で線幅の調整が行われたウェハＷは、その後ウェハ搬送装置１２によって検査ステーション３の受け渡し部１０に受け渡され、受け渡し部１０からウェハ搬送体８によってカセットＣに戻される。こうして塗布現像処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。

以上の実施の形態によれば、ウェハＷ上にレジストパターンを形成した後に、そのレジストパターンの線幅を測定し、その線幅測定の結果に基づいて、ウェハＷをガラス転移点Ｔｇよりも高い所定の温度で加熱したので、ウェハＷ上のレジストパターンの線幅を所望の目標線幅に調整することができる。この結果、連続処理される各ウェハＷに対して所望の線幅のレジストパターンを形成できる。また、フォトリソグラフィー工程によりレジストパターンを形成した後に、再度レジストパターンをガラス転移点Ｔｇ以上に加熱して軟化するので、レジストパターンのラインエッジのうねり（ラインエッジラフネス）も低減できる。

また、ウェハＷの各ウェハ領域Ｗ_１〜Ｗ_５の線幅を測定し、ウェハ領域Ｗ_１〜Ｗ_５毎に加熱温度を設定したので、ウェハ面内の線幅を均一に揃えることができる。

線幅調整工程Ｓ８の加熱温度を、予め求められた加熱温度と寸法との相関Ｍを用いて算出したので、最終的な線幅の寸法をより正確に調整することができる。

レジストパターンの形成工程Ｓ１では、レジストパターンを最終的な目標線幅よりも小さい線幅に形成したので、線幅調整工程Ｓ８における最終的な目標線幅への合わせ込みを容易に行うことができる。

以上の実施の形態では、線幅測定工程Ｓ６が現像処理後のポストベークの直後に行われていたが、図１３に示すように現像処理の直後に行われていてもよい。また、ポストベークを行う場合、寸法調整装置７５〜７８において線幅調整と共にポストベークを行ってもよい。かかる場合、ガラス転移点Ｔｇ未満の温度でポストベークを行い、その後ガラス転移点Ｔｇ以上の温度で線幅調整を行ってもよい。

以上の実施の形態では、寸法調整装置７５においてウェハＷの全面を加熱して線幅調整を行っていたが、レジストパターンの線幅を調整する必要があるウェハ領域のみを選択的に加熱してもよい。

また、以上の実施の形態では、レジストパターンの寸法として線幅の調整を行っていたが、その他、ホールを形成する部分などの寸法を調整するようにしてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば上記実施の形態において、パターン寸法測定装置２０においてウェハＷの５つの領域の寸法を測定し、寸法調整装置７５において熱板１４０の５つの領域の加熱温度を設定していたが、それらの領域の数や形状は任意に選択できる。また、上記実施の形態においてパターン寸法測定装置２０は、検査ステーション３に設けられていたが、処理ステーション４に設けられていてもよい。

寸法調整装置７５〜７８は、処理ステーション４に設けられていたが、パターン寸法測定装置２０と同じ検査ステーション３に設けられていてもよい。例えば図１４に示すように寸法調整装置７５〜７８は、検査ステーション３においてウェハ搬送装置１２がアクセス可能な位置で、なおかつパターン寸法測定装置２０とＸ方向に対向する位置に設けられていてもよい。また、寸法調整装置７５〜７８は、検査ステーション３の受け渡し部１０と多段に配置されていてもよい。これらの場合、パターン寸法の測定と調整が共に検査ステーション３で行われるので、パターン寸法の測定工程とパターン寸法の調整工程を有するウェハの処理フローをスムーズに構築でき、スループットの向上が図られる。

さらに、本発明は、ウェハ以外の例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板の処理にも適用できる。

本発明は、各基板上に所望の寸法のレジストパターンを形成する際に有用である。

塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。図１の塗布現像処理システムの正面図である。図１の塗布現像処理システムの背面図である。パターン寸法測定装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。分割されたウェハ領域を示す説明図である。寸法調整装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。寸法調整装置の熱板の構成を示す平面図である。制御部の構成を示すブロック図である。加熱温度と寸法の相関を示すグラフである。ウェハの処理プロセスを示すフローチャートである。寸法調整装置により線幅が調整される様子を示す説明図である。寸法調整装置による加熱によりレジストパターンの線幅が広がる様子を示す説明図である。現像処理直後に線幅測定を行う場合のウェハの処理プロセスを示すフローチャートである。寸法調整装置が検査ステーションに設けられた場合の塗布現像処理システムを示す平面図である。

符号の説明

１塗布現像処理システム
２０パターン寸法測定装置
７５寸法調整装置
１４０熱板
Ｒ_１〜Ｒ_５熱板領域
１７０制御部
Ｗウェハ
Ｗ_１〜Ｗ_５ウェハ領域

Claims

基板の処理方法であって、
基板上にレジストパターンを形成する第１の工程と、
前記レジストパターンの寸法を測定する第２の工程と、
前記寸法の測定結果に基づいて、その測定された前記基板をガラス転移点以上の所定の温度に加熱して、前記基板上のレジストパターンの寸法を所定の目標寸法に調整する第３の工程と、を有し、
前記第１の工程では、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理と、前記レジスト膜を露光する露光処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理を行なうことで、レジストパターンの寸法調整を行なって、レジストパターンを最終的な目標寸法よりも小さい寸法に形成することを特徴とする、基板の処理方法。
基板の処理方法であって、
基板上にレジストパターンを形成する第１の工程と、
前記レジストパターンの寸法を測定する第２の工程と、
前記寸法の測定結果に基づいて、その測定された前記基板をガラス転移点以上の所定の温度に加熱して、前記基板上のレジストパターンの寸法を所定の目標寸法に調整する第３の工程と、を有し、
前記第１の工程では、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理と、前記レジスト膜を露光する露光処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理と、現像処理後に基板を加熱することで、レジストパターンの寸法調整を行なって、レジストパターンを最終的な目標寸法よりも小さい寸法に形成することを特徴とする、基板の処理方法。
前記第２の工程では、基板面内の複数領域の寸法を測定し、
前記第３の工程では、基板を前記領域毎に所定の温度で加熱することを特徴とする、請求項１または２に記載の基板の処理方法。
前記第３の工程では、基板面内の寸法の小さい領域を寸法の大きい領域よりも高い温度で加熱することを特徴とする、請求項３に記載の基板の処理方法。
予め求められている前記加熱温度と前記寸法との相関に基づいて、前記第３の工程の加熱温度が設定されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板の処理方法。
請求項１〜５のいずれかに記載の基板の処理方法を、コンピュータに実現させるためのプログラム。
請求項１〜５のいずれかに記載の基板の処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
基板の処理システムであって、
基板上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成部と、
前記レジストパターンの寸法を測定する寸法測定部と、
前記寸法の測定結果に基づいて、その測定された前記基板をガラス転移点以上の所定の温度に加熱して、前記基板上のレジストパターンの寸法を所定の目標寸法に調整する寸法調整部とを有し、
前記レジストパターン形成部では、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理と、前記レジスト膜を露光する露光処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理を行なうことで、レジストパターンの寸法調整を行なって、レジストパターンを最終的な目標寸法よりも小さい寸法に形成することを特徴とする、基板の処理システム。
基板の処理システムであって、
基板上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成部と、
前記レジストパターンの寸法を測定する寸法測定部と、
前記寸法の測定結果に基づいて、その測定された前記基板をガラス転移点以上の所定の温度に加熱して、前記基板上のレジストパターンの寸法を所定の目標寸法に調整する寸法調整部とを有し、
前記レジストパターン形成部では、基板上にレジスト膜を形成するレジスト膜形成処理と、前記レジスト膜を露光する露光処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理と、現像処理後に基板を加熱することで、レジストパターンの寸法調整を行なって、レジストパターンを最終的な目標寸法よりも小さい寸法に形成することを特徴とする、基板の処理システム。
前記寸法測定部は、基板面内の複数領域の寸法を測定し、
前記寸法調整部は、基板を前記領域毎に所定の温度で加熱することを特徴とする、請求項８または９に記載の基板の処理システム。
前記寸法調整部は、基板面内の寸法の小さい領域を寸法の大きい領域よりも高い温度で加熱することを特徴とする、請求項１０に記載の基板の処理システム。
予め求められている前記加熱温度と前記寸法の相関に基づいて、前記寸法調整のための加熱温度が設定されることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の基板の処理システム。