(57)【要約】【課題】塗布処理、露光処理、エッチング処理を通じて行われる基板処理において、適切な制御を行なって基板処理の歩留まりを向上させる。【解決手段】複数の処理部で基板に処理を行う基板処理システムであって、基板に対して処理液を塗布して前記基板上に処理膜を形成する塗布処理部と、前記処理膜が形成された基板に対してパターンの露光処理を行う露光処理部と、前記露光処理された基板に対して現像処理することにより当該基板上にエッチング処理のパターンを形成する現像処理部と、前記現像処理された基板に対してエッチング処理を行うエッチング処理部と、基板の周縁部の形状を測定する測定部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記測定部によって測定された基板の形状情報を取得し、取得した前記形状情報に基づき、前記露光処理部における基板の周縁部の露光条件及び前記エッチング処理部における基板の周縁部のエッチング条件を変更するための制御情報を出力するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の処理部で基板に処理を行う基板処理システムであって、
基板に対して処理液を塗布して前記基板上に処理膜を形成する塗布処理部と、
前記処理膜が形成された基板に対してパターンの露光処理を行う露光処理部と、
前記露光処理された基板に対して現像処理することにより当該基板上にエッチング処理のパターンを形成する現像処理部と、
前記現像処理された基板に対してエッチング処理を行うエッチング処理部と、
基板の周縁部の形状を測定する測定部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記測定部によって測定された基板の形状情報を取得し、取得した前記形状情報に基づき、前記露光処理部における基板の周縁部の露光条件及び前記エッチング処理部における基板の周縁部のエッチング条件を変更するための制御情報を出力するように構成されている、基板処理システム。
【請求項２】
前記制御部は、取得した前記形状情報に基づき、さらに前記塗布処理部において形成される処理膜の周縁部の膜厚を調整するための制御情報を出力するように構成されている、請求項１に記載の基板処理システム。
【請求項３】
前記処理膜は、異なる種類の処理液が塗布されて形成された、下層から順に第１処理膜、第２処理膜及び第３処理膜を含み、
前記制御部は、前記第１処理膜または第２処理膜の膜厚のうちの、少なくとも一方の膜厚を調整するための制御情報を出力するように構成されている、請求項２に記載の基板処理システム。
【請求項４】
前記塗布処理部で塗布される前記処理膜の下側に位置する他の処理膜または基板下地と、エッチングレートが同じ処理膜の膜厚を調整するための制御情報を出力するように構成されている、請求項２に記載の基板処理システム。
【請求項５】
形成された前記エッチング処理のパターンの線幅を測定し、当該線幅の測定結果に基づいて、さらに、前記エッチング処理部における基板の周縁部のエッチング条件を変更するための制御情報を出力する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項６】
前記測定部は、塗布処理後に膜厚を測定する膜厚測定装置である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項７】
複数の処理部を備えた基板処理システムで基板を処理する基板処理方法であって、
前記基板処理システムは、
基板に対して処理液を塗布して前記基板上に処理膜を形成する塗布処理部と、
前記処理膜が形成された基板に対してパターンの露光処理を行う露光処理部と、
前記露光処理された基板に対して現像処理することにより当該基板上にエッチング処理のパターンを形成する現像処理部と、
前記現像処理された基板に対してエッチング処理を行うエッチング処理部と、
基板の周縁部の形状を測定する測定部と、を備え、
前記測定部によって測定された基板の形状情報を取得し、取得した前記形状情報に基づき、前記露光処理部における基板の周縁部の露光条件及び前記エッチング処理部における基板の周縁部のエッチング条件を変更して、基板を処理する基板処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の基板処理方法を、前記基板処理システムで実行させるように制御部を制御するプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９】
基板に対して処理液を塗布して前記基板上に処理膜を形成する塗布処理部と、前記処理膜が形成された基板に対してパターンの露光処理を行う露光処理部と、前記露光処理された基板に対して現像処理することにより当該基板上にエッチング処理のパターンを形成する現像処理部と、前記現像処理された基板に対してエッチング処理を行うエッチング処理部と、基板の周縁部の形状を測定する測定部と、を備える基板処理システムの制御装置であって、
前記測定部によって測定された基板の形状情報を取得し、取得した前記形状情報に基づき、前記露光処理部における基板の周縁部の露光条件及び前記エッチング処理部における基板の周縁部のエッチング条件を変更するための制御情報を出力するように構成されている、基板処理システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理システム、基板処理方法、記憶媒体及び基板処理システムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板の表面の周端部について、当該基板の径方向に沿った高さの分布を取得する工程と、次いで、前記高さの分布に基づいて前記周端部の高さの落ち込みを矯正するように前記基板の表面全体に下層膜を形成する工程と、続いて、前記下層膜の表面全体にレジスト膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする基板処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再公表特許２０１７−０４７３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示にかかる技術は、塗布処理、露光処理、エッチング処理を通じて行われる基板処理において、適切な制御を行なって基板処理の歩留まりを向上させる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様は、複数の処理部で基板に処理を行う基板処理システムであって、基板に対して処理液を塗布して前記基板上に処理膜を形成する塗布処理部と、前記処理膜が形成された基板に対してパターンの露光処理を行う露光処理部と、前記露光処理された基板に対して現像処理することにより当該基板上にエッチング処理のパターンを形成する現像処理部と、前記現像処理された基板に対してエッチング処理を行うエッチング処理部と、基板の周縁部の形状を測定する測定部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記測定部によって測定された基板の形状情報を取得し、取得した前記形状情報に基づき、前記露光処理部における基板の周縁部の露光条件及び前記エッチング処理部における基板の周縁部のエッチング条件を変更するための制御情報を出力するように構成されている。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、塗布処理、露光処理、エッチング処理を通じて行われる基板処理において、適切な制御を行なって基板処理の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す説明である。
【図２】図１の基板処理システムで用いた塗布現像処理装置の平面を模式的に示した説明図である。
【図３】図１の基板処理システムで用いた塗布現像処理装置に搭載された下層膜形成ユニットの側面断面を模式的に示した説明図である。
【図４】図１の基板処理システムで用いたエッチング処理装置の側面断面を模式的に示した説明図である。
【図５】図１の基板処理システムで用いた塗布現像処理装置によってパターン形成処理を行なった後のウェハの周縁部のデバイス形成領域でＣＤを測定した結果とウェハの位置との関係を示すグラフである。
【図６】図１の基板処理システムで用いた塗布現像処理装置によってパターン形成処理を行なった後のウェハの周縁部の断面図である。
【図７】図６のウェハに対してエッチング処理の際に補正を行なってエッチング処理を実施したときのウェハの周縁部の断面図である。
【図８】図６のウェハに対してエッチング処理の際に補正を行なってエッチング処理を実施したときのウェハの周縁部のデバイス形成領域でＣＤを測定した結果とウェハの位置との関係を示すグラフである。
【図９】下層膜の周縁部の膜厚を増加させる補正を行った後、パターン形成処理を行なった場合のウェハの周縁部の断面図である。
【図１０】図９に示したウェハのパターン形成後のウェハの周縁部のデバイス形成領域でＣＤを測定した結果とウェハの位置との関係を示すグラフである。
【図１１】図９に示したウェハに対して、そのままエッチング処理したときのウェハの周縁部のデバイス形成領域でＣＤを測定した結果とウェハの位置との関係を示すグラフである。
【図１２】下層膜の周縁部の膜厚を増加させる補正を行って、ウェハ上レジストパターンを均一な高さにしたときのウェハの周縁部の断面図である。
【図１３】図１２に示したウェハに対して補正なしにエッチング処理したときの中心部寄りの下層膜が薄い領域の線幅の様子を示す断面図である。
【図１４】図１２に示したウェハに対して補正なしにエッチング処理したときの中心部寄りの下層膜が厚い領域の線幅の様子を示す断面図である。
【図１５】制御テーブルの一例を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体装置の製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程において、基板である半導体ウェハ（以下、ウェハと記載することがある）にレジストパターンが形成される。レジストパターンが形成されたウェハは、例えば次にエッチング処理に付される。
【０００９】
このレジストパターンを形成するために、ウェハは例えばレジストの塗布、現像を行う塗布現像装置に搬送されてレジストの塗布処理が行われた後に、露光処理装置に搬送されて、所望のパターンが露光される。
【００１０】
上記のウェハの表面の周端部は外方へ向かって下降する傾斜面として構成されている。また特許文献１に記載されているように、膜の形成とＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）による当該膜の除去とが繰り返して行われたウェハでは、上記の傾斜面における当該傾斜面の上端の高さと、当該傾斜面の上端からウェハの外方へ所定の距離ずれた位置の高さとの差（落ち込み量）であるＥｄｇｅ  Ｒｏｌｌ−Ｏｆｆ（エッジロールオフ）量が大きくなる傾向がある。
【００１１】
一方で露光処理装置では、フォーカス面と露光処理が行われる領域のウェハの表面とが揃うように、当該ウェハを傾けるレベリング補正が行われるが、ウェハの周端部においてはエッジロールオフが比較的大きくなり、デフォーカス（焦点異常）となってしまう。デフォーカスが発生すると、レジストパターンの線幅であるＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の大きさが設計値から変動してしまうので、この周縁領域における半導体製品の歩留りが低下する。
【００１２】
特許文献１に開示された技術は、ウェハの径方向に沿った高さの分布を取得し、当該高さの分布に基づいてウェハの周端部の高さの落ち込みを矯正するように、ウェハの表面全体に下層膜を形成するようにしている。
【００１３】
しかしながら、最近の微細なパターンではかかる技術をもってしても十分ではない場合があり、この点でさらに改善が望まれていた。本開示にかかる技術は、塗布処理、露光処理、エッチング処理を通じて行われる基板処理において、従来よりもさらに適切な制御を行なって、特にウェハの周縁部のデバイス形成領域の歩留まりを向上させる。
【００１４】
以下、本実施形態にかかる基板処理システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
＜基板処理システム＞
図１は、本実施形態にかかる基板処理システム１の概略を示す説明図である。この基板処理システム１は、基板としてのウェハに対して、処理膜、例えばレジスト膜の下側に位置する下層膜を形成する塗布処理部１０と、露光処理後のウェハに対してエッチング処理のパターンを形成する現像処理部２０とを搭載した塗布現像処理装置２と、レジスト膜形成後にパターンの露光を行なう露光処理部としての露光処理装置３と、塗布現像処理装置２においてエッチング処理のパターンが形成されたウェハに対してエッチング処理を行なうエッチング処理部としてのエッチング処理装置４とを有している。
【００１６】
またこの基板処理システム１は、ウェハの形状、たとえばウェハの周縁部の形状、例えば高さを測定する測定部５を有している。測定部５は、図１に示したように、塗布現像処理装置２、露光処理装置３、エッチング処理装置４とは独立した測定装置して設置してもよく、また塗布現像処理装置２に搭載された検査装置（例えば膜厚測定装置やウェハのエッジ部分を監視するエッジカメラ）であってもよい。また測定部５は、露光処理装置３に設けられているレべリングセンサであってもよい。レべリングセンサは、たとえば前記したレベリング補正を行う前に、露光処理の対象であるウェハの形状を測定することに用いられている。
【００１７】
そして基板処理システム１は、測定部５から出力されたウェハの形状情報を取得し、取得した形状情報に基づき、塗布現像処理装置２、露光処理装置３、エッチング処理装置４に対して、処理条件を変更するための制御情報を出力する制御部としての制御装置６を有している。
【００１８】
本実施の形態では、制御装置６は、塗布現像処理装置２に対しては、レジスト膜の下層の処理膜（下層膜）、例えばＳＯＣ膜やＳＯＧ膜の周縁部の膜厚を調整する制御情報を塗布処理部１０に出力することが可能である。また制御装置６は、露光処理装置３に対しては、ウェハの周縁部の露光条件を変更するための制御情報、たとえばドーズ量の調整やフォーカス点の制御を行なうための制御情報を出力することが可能である。さらにまた制御装置６は、エッチング処理装置４に対して、ウェハの周縁部のエッチングの際のエッチングレートを制御することが可能である。すなわち制御装置６は、測定部５からの形状情報、露光処理装置３での露光条件の一方または双方に基づいた制御信号を、エッチング処理前に出力することができる。
【００１９】
＜塗布現像処理装置＞
本実施の形態で採用した塗布現像処理装置２は、例えば図２に示した構成を有している。すなわち、塗布現像処理装置２は、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション３０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理ユニットを備えた処理ステーション３１と、を有する。そして、塗布現像処理装置２は、カセットステーション３０と、処理ステーション３１と、処理ステーション３１に隣接する前記した露光処理装置３との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション３２と、を一体に接続した構成を有している。
【００２０】
処理ステーション３１には、各種ユニットを備えた複数例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。第１のブロックＧ１には、複数の液処理ユニット、例えば現像処理ユニット、ＳＯＣ膜やＳＯＧ膜を形成する下層膜形成ユニット、レジスト膜形成ユニットが設けられている。現像処理ユニットは、前記した現像処理部２０を構成する。下層膜形成ユニットは、前記した塗布処理部１０を構成する。
【００２１】
第２のブロックＧ２には、たとえば熱処理ユニットが設けられている。熱処理ユニットは、ウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う。第３のブロックＧ３、第４のブロックＧ４には、ウェハＷの受け渡しユニットが、複数設けられている。そしてこれら各ユニット間や、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４と各ユニット間のウェハＷの搬送は、搬送装置３４、３５によって行われる。またカセットＣと第３のブロックＧ３の受け渡しユニットとの間のウェハＷの搬送は、搬送装置３６によって行われ、インターフェイスステーション３２の受け渡しユニット３７と第４のブロックＧ４の受け渡しユニットとの間のウェハＷの搬送は、搬送装置３８によって行われる。そして搬送装置３８は、露光処理装置３との間でウェハＷの搬入出を行なう。
【００２２】
以上の構成を有する塗布現像処理装置２では、ウェハＷに対する下地膜の塗布、レジスト膜の塗布、露光処理後の現像処理、並びに必要な熱処理が行なわれる。
【００２３】
＜下層膜形成ユニット＞
下層膜形成ユニットは、例えば図３に示した構成を有している。すなわち、この下層膜形成ユニット４０は、内部を閉鎖可能な処理容器４１を有している。処理容器４１の側面には、ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成されている。処理容器４１内の中央部には、ウェハＷを保持して回転させるスピンチャック４２が設けられている。スピンチャック４２は水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック４２上に吸着保持できる。
【００２４】
スピンチャック４２は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構４３を有し、チャック駆動機構４３により所定の速度に回転できる。またチャック駆動機構４３には、シリンダなどの昇降駆動源（図示せず）が設けられており、スピンチャック４２は上下動可能である。
【００２５】
スピンチャック４２の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ４４が設けられている。カップ４４の下面には、回収した液体を処理容器４１外に排出する排出管４５と、カップ４４内の雰囲気を処理容器４１外に排気する排気管４６が接続されている。排気管４６には、排気装置４７が接続されている。
【００２６】
スピンチャック４２上のウェハＷ上の表面に下層膜を塗布するための塗布ノズル４８は、処理容器４１内を所定方向に移動自在なアームに支持されている。そして塗布ノズル４８は、下層膜を形成するための液体原料の供給源４９に接続されている。
【００２７】
以上の構成を有する下層膜形成ユニット４０によれば、いわゆるスピンコーティング法によって、ウェハＷの表面に所望の厚さの下層膜を形成することができる。なおここでいう下層膜とは、レジスト膜の下層に形成される処理膜をいう。
【００２８】
＜露光処理装置＞
露光処理装置３は、表面にレジスト膜が形成されたウェハＷに対して、所定のパターンの露光処理を行なうように構成されている。
【００２９】
＜エッチング処理装置＞
エッチング処理装置４は、例えば図４に示した構成を有している。すなわちこのエッチング処理装置４は、たとえばプラズマエッチング装置として構成されている。このエッチング処理装置４は、その内部においてウェハＷにプラズマ処理を施すための、気密な処理容器５０を備えている。
【００３０】
この処理容器５０の底部の中央部には載置台５１が設けられている。載置台５１の内部には昇降ピン（図示せず）が設けられており、外部の搬送アーム（図示せず）との間でウェハＷの受け渡しが行われるように構成されている。
【００３１】
載置台５１は下部電極を兼用しており、高周波電源５２に接続されている。この高周波電源５２は、プラズマ中のイオンを引き込むためのバイアスを載置台５１、すなわち下部電極に印加するためのバイアス電源である。また載置台５１の内部には、ウェハＷを加熱するためのヒータ５３が設けられている。このヒータ５３は、電源５４からの電力の供給によって発熱し、また電力量によって加熱温度を調整できる。
【００３２】
載置台５１の周縁部には、環状のフォーカスリング５５が設けられている。エッチング処理に付されるウェハＷは、このフォーカスリング５５内に載置される。フォーカスリング５５はプラズマの状態を調整するためのリング部材をなすものであり、ウェハ周辺のプラズマの拡散を防止し、反応性イオンを効果的にウェハに入射させる機能を有する。なお載置されたウェハＷは、載置台５１上の静電チャック（図示せず）によって吸着、保持される。
【００３３】
処理容器５０の底部には、排気管５６が設けられている。排気管５６は例えばターボ分子ポンプなどの排気装置５７に接続されており、処理容器５０内を所定の減圧雰囲気にすることが可能である。
【００３４】
処理容器５０の天井部には、絶縁部材を介して載置台５１に対向するようにシャワーヘッド５８が設けられている。シャワーヘッド５８は供給路５９を介して処理ガス供給源６０に接続されている。シャワーヘッド５８の内部にはバッファ空間６１が形成され。バッファ空間６１の下面側には、多数の供給口６２が形成されている。これによって処理ガス供給源６０からバッファ空間６１に供給された処理ガスは、供給口６２を介して載置台５１上のウェハＷに対して均一に供給される。シャワーヘッド５８は上部電極を兼用しており、プラズマ生成用の高周波電源６３に接続されている。
【００３５】
かかる構成を有するエッチング処理装置４によれば、表面にレジストパターンが形成されたウェハＷに対して、所定のプラズマエッチング処理を行なうことができる。
【００３６】
＜制御装置＞
制御装置６は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理システム１におけるこれらの塗布現像処理装置２、露光処理装置３、エッチング処理装置４、及び測定部５を制御するプログラムが格納されている。また制御装置６には、後述する制御例のテーブル（制御テーブル）が格納されており、たとえば入力された測定部５からの形状情報から、当該制御テーブルの制御例を選択し、塗布現像処理装置２、露光処理装置３、エッチング処理装置４のいずれか、あるいは複数に対して制御信号を出力するようになっている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御装置６にインストールされたものであってもよい。
【００３７】
＜制御例１＞
次に基板処理システム１による基板処理について説明する。まず図５に示したグラフは図６に示したような周縁部のエッジロールオフ量の大きいウェハＷに対して、そのまま露光処理してパターンを形成した時の、ウェハの外周位置と、設計ＣＤと実際のＣＤとの差分の関係を示している。すなわち、横軸はウェハの位置を示し、３０（ｍｍ）とあるのは、ウェハの外周端部から中心方向に３０ｍｍの地点を表している。また縦軸は、設計上のＣＤの値と、実際のパターンのＣＤの値との差分を示し、０（ｎｍ）とあるのは設計上のＣＤの値と、パターン形成後のＣＤの値とが一致していることを表している。そして図５のグラフは、ウェハＷの周縁の複数のデバイス形成領域でパターン形成後のＣＤを２０か所で測定してプロットし、これを近似曲線で表したものである。
【００３８】
なお図６は、塗布現像処理装置２においてレジストパターンが形成された後のウェハＷの断面を示し、Ｌｏｗ−ｋ膜以下の下層の基板構成は省略し、Ｌｏｗ−ｋ膜の上に形成されたＴｉＮ膜７１、シリコン酸化膜７２、ＳＯＣ膜７３、ＳＯＧ膜７４、レジスト膜７を描図している。図６中、右端はウェハＷの周縁部である。図示のように、このウェハＷは、周縁部でのエッジロールオフが大きくなっている。
【００３９】
このようなエッジロールオフが大きいウェハでは、微細化に伴ってフォーカスの許容範囲が厳格になっている露光処理装置３のレべリング補正では不十分であることが分かった。すなわち図６に示したウェハＷを露光処理装置３のレべリング補正の後に露光処理し、次いで現像処理後にエッチング処理すると、図５に示したように、ウェハＷの周縁部でＣＤの値が小さくなっていることが確認できる。そのため、ウェハＷの周辺領域でのデバイスの歩留まりが低下する。
【００４０】
そのため、例えば次のような制御装置６による制御が行なわれる。すなわち、図６に示したウェハＷをそのままエッチング処理すると、周縁部でエッチングレートが大きくなり、ＣＤの値が低下したものと推察される。したがって、かかる場合には、ウェハＷの周縁部でのエッチングレートを抑えるように制御する情報を制御信号として、エッチング処理装置４に出力する。
【００４１】
これを図４に示したエッチング処理装置４に即して具体的にいえば、ウェハＷの周縁部でのエッチングレートを抑えるために、たとえばフォーカスリング５５の高さを低くする、ヒータ５３の温度を低くしてフォーカスリング５５の温度を下げたり、ウェハＷの周縁部の温度を下げることが行なわれる。その他、処理ガス供給源６０からの流量を調整して、ウェハＷに供給する処理ガスの流量、特にウェハＷの周縁部に供給する処理ガスの流量を減ずることも有効である。これらの制御は１、または２以上、組み合わせて行ってもよい。このような制御により、ウェハＷの周縁部でのエッチングレートを低くすることができる。
【００４２】
前記したエッチング処理装置４に対する補正を行なった結果、エッチング処理後のウエハＷの断面は、図７に示したようになった。そしてエッチング処理後のウェハＷについて、図５のグラフと同じく、周縁部のデバイス形成領域でＣＤを測定し、設計との差分を算出しこれを近似曲線で表した結果を、図８のグラフに示した。
【００４３】
この図８のグラフから分かるように、ウェハＷの周縁部から１０ｍｍ前後の位置で若干ＣＤが高くなっているが、図５の場合と比べると全体的には大きく改善されており、特に周縁部ではほぼ設計値と同じ値になっている。したがって、ウェハＷの周縁部のデバイス形成領域での歩留まりが向上することが期待できる。
【００４４】
＜制御例２＞
次に他の制御例について説明する。すなわち、図６に示したように周縁部でのエッジロールオフが大きくなったウェハＷに対して、塗布現像処理装置２の塗布処理部２０に対して、周縁部の膜厚を厚くする制御を行なうようにしてもよい。かかる場合、例えばＳＯＣ膜７３、あるいはＳＯＧ膜７４の周縁部の膜厚を厚くするための制御情報を、塗布現像処理装置２の塗布処理部２０に対して出力する。もちろん双方の処理膜の膜厚を制御するようにしてもよいが、１の処理膜のみを制御する方がより正確な制御を行なえる。
【００４５】
この場合、積層する処理膜の膜厚が厚いほど制御がしやすい。したがって、たとえば第１の処理膜であるＳＯＣ膜７３を形成するにあたり、周縁部の膜厚を厚くする塗布処理の制御を行なう。これを図３に示した下層膜形成ユニット４０に即して説明すると、例えばスピンチャック４２の回転数の制御、排気装置４７の排気量の制御、カップ４４の形状、高さ位置の変更等が行われる。例えば排気流量を多くすると周縁部の膜厚を厚くすることができる。
【００４６】
上記した下層膜形成ユニット４０の制御の他に、塗布レシピそのものの変更、例えば塗布前のプリウェット時の溶剤の供給、処理液の流量、その他下層膜形成ユニット４０内の温湿度の調整等を行なってもよい。さらにその他に、塗布処理後のベーキングの温度、時間等の制御を行なってもよい。これらの制御は、１、または２以上を組み合わせてもよい。
【００４７】
このような下層膜形成ユニット４０に対する補正を行なって塗布処理した後、パターンを形成した後のウェハＷの断面は、図９に示したようになった。ＳＯＣ膜７３の塗布処理を補正して周縁部を厚くした部分７３ａによって、レジスト膜７５下層については、周縁部でのエッジロールオフが解消できた。したがって、レジスト膜７５のパターンの線幅は高さも揃っており、また線幅もほぼ均一になっている。
【００４８】
かかる補正後のウェハＷにおける周縁のデバイス形成領域でエッチング処理前のＣＤを測定し、これを近似曲線で表した結果が、図１０のグラフである。
【００４９】
この図１０のグラフから分かるように、ウェハＷの周縁部から５ｍｍまではＣＤの値が少し落ちているが、図５の場合と比べると大きく改善されている。
【００５０】
しかしながら、このＳＯＣ膜７３の膜厚を補正した後のウェハＷに対してエッチング処理すると、ウェハＷの周縁部のデバイス形成領域におけるエッチング処理後のＣＤを近似曲線で表した結果は、図１１のグラフに示したようになった。この結果から分かるように、エッチング処理前のＣＤは周縁部の落ち込みが改善しているものの、エッチング処理後のＣＤは、それに対応しての改善はしていない。
【００５１】
この原因は、次のように考えられる。すなわち、図１２に示したように、レジスト膜７５の下側のＳＯＧ膜７４の膜厚は平坦であるものの、その下側のエッチングされるＳＯＣ膜７３自体の膜厚は、中心寄りの領域の膜厚（ａ）より、周縁部寄りの領域の膜厚（ｂ）の方が厚くなっている。そのため、そのままエッチング処理すると、図１３に示したように、中心寄りの領域の膜厚（ａ）の方のレジスト膜のパターンがオーバーエッチングされて線幅が太くなり、逆に周縁部寄りの領域の膜厚（ｂ）の方がエッチング量が少なく、その結果図１４に示したように、中心寄りの領域よりも線幅が細くなったことによる。
【００５２】
したがって、たとえば下層膜の膜厚を平坦にしただけでは、下層膜の厚さ如何によってはエッチング処理後のＣＤを均一化できないケースもあることが分かった。それを改善するために、既述したエッチング処理装置４に対する制御も併せておこなうことが有効である。
【００５３】
一方で、前記したＳＯＣ膜７３における図１３の中心寄りの領域の膜厚（ａ）と周縁部寄りの領域の膜厚（ｂ）が異なっていても、ＳＯＣ膜７３の下側のシリコン酸化膜７２とＳＯＣ膜７３のエッチングレートが同じであれば、そのような事態は防止できる。したがって、レジスト膜７５（第３の処理膜）の下層膜の膜厚を調整する場合には、当該調整にかかる下層膜の処理膜（第２の処理膜）の下側の処理膜（第１の処理膜）あるいは基板下地と、エッチングレートが同じ処理膜を塗布、成膜して、これを膜厚調整することで、エッチング処理後のＣＤを均一化することができる。
【００５４】
＜制御例３＞
ところで、周縁部のエッジロールオフは、その大きさのみならず、ウェハＷの径方向のどの地点から落ち込みが始まっているかは、前記した補正の選択に影響する。そのため、予め、これらの組み合わせのケースによって、前記した制御対象を選択、組み合わせることで好適な補正を実現できる。
【００５５】
図１５は、その時の制御パターンの制御テーブルを示している。図中、特徴ＡはウェハＷの径方向のどの地点から落ち込みが始まっているかを表すものであり、特徴Ｂは落ち込み量（エッジロールオフ量）を表している。
【００５６】
例えば特徴Ａの「落ち込みの径方向の幅」が「広い」、「狭い」というのは、ウェハＷの端部から中心に向けての径方向において、塗布膜の落ち込みが始まっている地点の端部からの距離が長い場合を「広い」と表示し、逆に端部に近い場合を「狭い」と表示している。そのしきい値は、条件等によって任意に設定できるが、例えば端部から１０ｍｍの位置を分岐点として設定できる。
【００５７】
また特徴Ｂの「落ち込み深さ」が「深い」、「浅い」というのは、落ち込み量の深さを表し、そのしきい値は、条件等によって任意に設定できるが、例えば落ち込み量が「深い」というのは、落ち込み量が例えば４０ｎｍを境として、それ以上落ち込んでいる場合を「深い」と表示、それに達しない場合を「浅い」と表示している。
【００５８】
また図１５の実行する補正の種別の欄で、「塗布補正」とあるのは、塗布現像処理装置２の塗布処理部１０における塗布処理の際の膜厚補正を意味し、「エッチング補正」とあるのは、エッチング処理装置４における既述のウェハ周縁部におけるエッチングレートの補正を意味し、「露光補正」とあるのは、露光処理装置３におけるドーズ量、フォーカスのコントロールの補正を意味している。また図１５の欄における「◎」は非常に必要、「○」は必要、「△」はあまり必要ではない、という評価を示している。
【００５９】
この図１５の制御テーブルによれば、ケースａの場合には、落ち込み量が大きくまた周縁部から離れた位置から落ち込みが始まっているため、「塗布補正」によって膜の厚みを増加させる補正が容易である。また落ち込み量が大きい場合には、１層のみならず、２層の処理膜の厚みを補正するようにしてもよい。ただし、塗布膜の厚み補正をするので、併せてエッチング補正をすることが有用である。またエッチング補正による影響を抑えるため、さらに露光補正も併せて行うことが有用である。
【００６０】
ケースｂの場合には、落ち込み量は浅く周縁部から離れた位置から落ち込みが始まっているため、「塗布補正」の必要性はあまりない。したがってエッチング補正をすることが有用である。またエッチング補正による影響を抑えるため、さらに露光補正も併せて行うことが有用である。
【００６１】
ケースｃの場合には、落ち込み量は深いが周縁部に近い位置から落ち込みが始まっているため、露光処理装置３による補正は困難である。したがって、周縁部付近での膜厚を増加させる補正を塗布処理部１０に対して行う。ただし、膜厚が増加するので、併せてエッチング補正をすることが有用である。そしてエッチング補正による影響を抑えるため、さらに露光補正も併せて行うことが有用である。
【００６２】
ケースｄの場合には、落ち込み量は浅く、また周縁部に近い位置から落ち込みが始まっているため、全体的に補正の必要性は低い。そのため、塗布処理部１０による膜厚補正は必要性が低い。但し、エッチング補正及びそれに伴う露光補正は必要である。
【００６３】
以上のような制御テーブルを、制御装置６内に格納しておき、測定部５で得られた形状情報に基づいて、ケースａ〜ｄのいずれに該当するかを判定する。そして判定結果に基づいて、上記したケースａ〜ｄに適した補正を行なうための制御信号を、制御装置６が、塗布現像処理装置２、エッチング処理装置４、露光処理装置３に対して出力し、それに基づいて各処理装置は補正を行う。これによって、自動的にウェハの周縁部近傍のデバイス形成領域におけるパターンの線幅の補正を行なうことができ、従来よりもウェハ周辺部のデバイスの歩留まりを向上させることが可能である。
【００６４】
上記したケースａ〜ｄは、特徴Ａの「落ち込みの径方向の幅」と特徴Ｂの「落ち込み深さ」に基づいて、各々２つの場合に分けて４つのケースを想定したものであったが、たとえば各々の程度をそれ以上、たとえば３つに分類し、６つのケースを想定して、制御テーブルを作成してもよい。これによってより適切かつ微細な制御を行なうことができる。
さらにまた特徴Ａ、Ｂに限らず、他の特徴、たとえば落ち込み幅の周方向の均一性についても形状情報に基づいて評価、分類し、「均一性あり」、「均一性なし」という場合を制御―ブルに採用してもよい。
【００６５】
さらにまた、既述したように、概してエッジロールオフの補正については、エッチング処理装置４＞露光処理装置３＞塗布現像処理装置２の順で補正量を大きく確保できるという観点からすれば、例えば次のような制御例も提案できる。
【００６６】
すなわち、まず予めこれら塗布現像処理装置２、エッチング処理装置４、露光処理装置３がカバーするウェハＷの周縁部の落ち込み量の絶対値のしきい値を定めておく。例えばしきい値を２点α、βとする（α＜β）。そしてウェハＷの周縁部の落ち込み量の絶対量を測定部５で測定し、その測定結果Ｄに基づいて、次のような制御を行う。
（１）α＞Ｄ≧０の場合には、露光処理装置３に制御情報を出力する。
（２）β＞Ｄ≧αの場合には、エッチング処理装置４と露光処理装置３に制御情報を出力する。
（３）Ｄ≧βの場合には、塗布現像処理装置２、エッチング処理装置４及び露光処理装置３に制御情報を出力する。
このような制御を行うことで、フォトリソ工程におけるこれら３つの処理装置での補正を自動的に行って、ウェハＷの周辺領域でのデバイスの歩留まりを向上させることができる。
【００６７】
また前記制御信号に基づく制御は、塗布現像処理装置２、露光処理装置３に対しては、フードバック制御を行なうものであってよく、露光処理装置３、エッチング処理装置４に対してはフィードフォワード制御を行なうものであってよい。
【００６８】
＜制御頻度＞
上記した各制御例の実施のタイミングは、例えば処理するウェハごとに行ってもよく、あるいはロット単位で行ってもよい。
【００６９】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【００７０】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）複数の処理部で基板に処理を行う基板処理システムであって、
基板に対して処理液を塗布して前記基板上に処理膜を形成する塗布処理部と、
前記処理膜が形成された基板に対してパターンの露光処理を行う露光処理部と、
前記露光処理された基板に対して現像処理することにより当該基板上にエッチング処理のパターンを形成する現像処理部と、
前記現像処理された基板に対してエッチング処理を行うエッチング処理部と、
基板の周縁部の形状を測定する測定部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記測定部によって測定された基板の形状情報を取得し、取得した前記形状情報に基づき、前記露光処理部における基板の周縁部の露光条件及び前記エッチング処理部における基板の周縁部のエッチング条件を変更するための制御情報を出力するように構成されている、基板処理システム。
（２）前記制御部は、取得した前記形状情報に基づき、さらに前記塗布処理部において形成される処理膜の周縁部の膜厚を調整するための制御情報を出力するように構成されている、（１）に記載の基板処理システム。
（３）前記処理膜は、異なる種類の処理液が塗布されて形成された、下層から順に第１処理膜、第２処理膜及び第３処理膜を含み、
前記制御部は、前記第１処理膜または第２処理膜の膜厚のうちの、少なくとも一方の膜厚を調整するための制御情報を出力するように構成されている、（２）に記載の基板処理システム。
（４）前記塗布処理部で塗布される前記処理膜の下側に位置する他の処理膜または基板下地と、エッチングレートが同じ処理膜の膜厚を調整するための制御情報を出力するように構成されている、（２）に記載の基板処理システム。
（５）形成された前記エッチング処理のパターンの線幅を測定し、当該線幅の測定結果に基づいて、さらに、前記エッチング処理部における基板周縁部のエッチング条件を変更するための制御情報を出力する、（１）〜（４）のいずれかに記載の基板処理システム。
（６）前記測定部は、塗布処理後に膜厚を測定する膜厚測定装置である、（１）〜（５）のいずれかに記載の基板処理システム。
（７）複数の処理部を備えた基板処理システムで基板を処理する基板処理方法であって、
前記基板処理システムは、
基板に対して処理液を塗布して前記基板上に処理膜を形成する塗布処理部と、
前記処理膜が形成された基板に対してパターンの露光処理を行う露光処理部と、
前記露光処理された基板に対して現像処理することにより当該基板上にエッチング処理のパターンを形成する現像処理部と、
前記現像処理された基板に対してエッチング処理を行うエッチング処理部と、
基板の周縁部の形状を測定する測定部と、を備えている。
そして前記測定部によって測定された基板の形状情報を取得し、取得した前記形状情報に基づき、前記露光処理部における基板の周縁部の露光条件及び前記エッチング処理部における基板の周縁部のエッチング条件を変更して、基板を処理する基板処理方法。
（８）（７）に記載の基板処理方法を、前記基板処理システムで実行させるように制御部を制御するプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
（９）基板に対して処理液を塗布して前記基板上に処理膜を形成する塗布処理部と、前記処理膜が形成された基板に対してパターンの露光処理を行う露光処理部と、前記露光処理された基板に対して現像処理することにより当該基板上にエッチング処理のパターンを形成する現像処理部と、前記現像処理された基板に対してエッチング処理を行うエッチング処理部と、基板の周縁部の形状を測定する測定部と、を備える基板処理システムの制御装置であって、
前記測定部によって測定された基板の形状情報を取得し、取得した前記形状情報に基づき、前記露光処理部における基板の周縁部の露光条件及び前記エッチング処理部における基板の周縁部のエッチング条件を変更するための制御情報を出力するように構成されている、基板処理システムの制御装置。
【符号の説明】
【００７１】
１    基板処理システム
２    塗布現像処理装置
３    露光処理装置
４    エッチング処理装置
５    測定部
６    制御装置
１０    塗布処理部
２０    現像処理部
４０    下層膜形成ユニット
４１    処理容器
４２    スピンチャック
４３    チャック駆動機構
４４    カップ
４６    排気管
４７    排気装置
５０    処理容器
５１    載置台
５２    高周波電源
５３    ヒータ
５５    フォーカスリング
５６    排気管
５７    排気装置
５９    供給路
５８    シャワーヘッド
６０    処理ガス供給系源
Ｗ      ウェハ
【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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