(57)【要約】【課題】基板に形成するパターンの線幅を精度よく制御することができる基板処理装置および基板処理システムを提供する。【解決手段】塗布処理ユニットＳＣと露光機１６と露光後熱処理ユニットと現像処理ユニットＳＤとエッチング部１７とにおける各処理を行い、基板Ｗにパターンを形成する。線幅測定ユニット３１は、基板Ｗに形成されたパターンの線幅を測定する。制御部は線幅測定ユニット３１の測定結果に基づいて、露光後熱処理ユニットの処理条件を調整する。よって、基板Ｗに形成させるパターンの線幅を精度よく制御することができる。【選択図】図１
2010003905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に処理を行う基板処理装置において、
基板にレジスト膜材料を塗付する塗布処理ユニットと、
レジスト膜が形成された基板を露光する露光機と、
露光された基板に露光後熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）を行う露光後熱処理ユニットと、
露光後熱処理が行われた基板を現像する現像処理ユニットと、
現像された基板をエッチングするエッチング処理ユニットと、
エッチングされた基板に形成されているパターンの線幅を測定する測定ユニットと、
測定ユニットの測定結果に基づいて、塗布処理ユニット、露光機、露光後熱処理ユニットおよび現像処理ユニットの少なくともいずれかの処理条件を調整する制御部と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
制御部は、基板に形成される各パターンの線幅が均一となるように制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
制御部は、露光後熱処理ユニットを制御して、基板面にわたって露光後熱処理を行う温度の分布を調整することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置において、
制御部は、測定ユニットによる測定結果に基づいて、比較的細い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光後熱処理を行う温度を低くさせ、比較的太い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光後熱処理を行う温度を高くさせることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の基板処理装置において、
露光後熱処理ユニットは、基板を載置または近接載置する熱処理プレートを備え、
制御部は熱処理プレートの温度分布を調整することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、
制御部は、露光機を制御して基板面にわたる露光量の分布を調整することを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置において、
制御部は、測定ユニットによる測定結果に基づいて、比較的細い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光量を弱くさせ、比較的太い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光量を強くさせることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
基板に処理を行う基板処理装置において、
基板にレジスト膜材料を塗付する塗布処理ユニットと、
レジスト膜が形成された基板を露光する露光機と、
露光された基板を現像する現像処理ユニットと、
現像された基板をエッチングするエッチング処理ユニットと、
現像された後であってエッチングされる前の基板に形成されているパターンの線幅を測定する測定ユニットと、
測定ユニットの測定結果に基づいて、エッチング処理ユニットの処理条件を調整する制御部と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
基板に処理を行う基板処理システムにおいて、
基板にレジスト膜材料を塗付する塗布処理ユニットと、レジスト膜が形成された基板を露光機に対して搬送する露光機用インターフェイス部と、露光された基板に露光後熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）を行う露光後熱処理ユニットと、露光後熱処理が行われた基板を現像する現像処理ユニットと、が設けられた基板処理装置と、
現像された基板をエッチングするエッチング処理ユニットと、エッチングされた基板に形成されているパターンの線幅を測定する測定ユニットと、が設けられたエッチング装置と、
測定ユニットの測定結果に基づいて、塗布処理ユニット、露光機、露光後熱処理ユニットおよび現像処理ユニットの少なくともいずれかの処理条件を調整する制御部と、
を備えていることを特徴とする基板処理システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板処理システムにおいて、
制御部は、基板に形成される各パターンの線幅が均一となるように制御することを特徴とする基板処理システム。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の基板処理システムにおいて、
制御部は、露光後熱処理ユニットを制御して、基板面にわたって露光後熱処理を行う温度の分布を調整することを特徴とする基板処理システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の基板処理システムにおいて、
制御部は、測定ユニットによる測定結果に基づいて、比較的細い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光後熱処理を行う温度を低くさせ、比較的太い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光後熱処理を行う温度を高くさせることを特徴とする基板処理システム。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の基板処理システムにおいて、
露光後熱処理ユニットは、基板を載置または近接載置する熱処理プレートを備え、
制御部は熱処理プレートの温度分布を制御することを特徴とする基板処理システム。
【請求項１４】
請求項９から請求項１３のいずれかに記載の基板処理システムにおいて、
制御部は、露光機を制御して基板面にわたる露光量の分布を調整することを特徴とする基板処理システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の基板処理システムにおいて、
制御部は、測定ユニットによる測定結果に基づいて、比較的細い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光量を弱くさせ、比較的太い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光量を強くさせることを特徴とする基板処理システム。
【請求項１６】
基板に処理を行う基板処理システムにおいて、
基板にレジスト膜材料を塗付する塗布処理ユニットと、レジスト膜が形成された基板を露光機に対して搬送する露光機用インターフェイス部と、露光された基板を現像する現像処理ユニットと、現像された基板に形成されているパターンの線幅を測定する測定ユニットと、を有する基板処理装置と、
基板をエッチングするエッチング装置と、
測定ユニットの測定結果に基づいて、エッチング装置の処理条件を調整する制御部と、
を備えていることを特徴とする基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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）に対してレジスト膜形成、露光、現像およびエッチングの各処理を行うことが可能な基板処理装置および基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィー工程の概略フローは、（１）レジスト膜形成、（２）露光、（３）現像、（４）エッチングに大別される。このようなリソグラフィー工程によって基板にパターンが形成される。このうち、（１）レジスト膜形成から（３）現像までの一連の工程は塗布現像装置に露光機が連結された第１の装置で行われ、（４）エッチングの工程は第１の装置とは分離して設けられる第２の装置で行われる。第１の装置から第２の装置への基板搬送は、一旦基板をカセットに収容し、カセット搬送機構によってカセットを搬送することによって行われる。
【０００３】
このリソグラフィー工程によって基板に形成されるパターンの線幅は基板面にわたって均一であることが好ましい。そこで、第１の装置は、基板に形成されたレジストパターンを測定する測定ユニットを備えている。この第１の装置では、測定ユニットから得られた測定結果に基づいて、（１）レジスト膜形成と（３）現像の各処理条件を調整する。また、第２の装置もエッチング後の基板に形成されたパターンを測定する測定ユニットを備えている。そして、第２の装置では、測定ユニットの測定結果に基づいて、（４）エッチングの処理条件を調整する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２４１３９号公報
【特許文献２】特開平１１−１５４６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。すなわち、第１の装置では（１）から（３）の工程が終了した基板の測定結果に基づいて（１）から（３）の各工程の処理条件を制御するのみである。このため、エッチング（（４）の工程）が終了した後に基板に形成されるパターンの線幅を、第１の装置よって効果的に制御することは困難であるという不都合がある。他方、第２の装置は（１）から（４）の全工程が終了した基板の測定結果に基づいて（４）の工程のみの処理条件を制御する。このように第２の装置における制御は（１）から（３）の工程における処理条件の制御を含まないので、パターンの線幅を十分に調整できないという不都合がある。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板に形成するパターンの線幅を精度よく制御することができる基板処理装置および基板処理システム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】
【０００６】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板に処理を行う基板処理装置において、基板にレジスト膜材料を塗付する塗布処理ユニットと、レジスト膜が形成された基板を露光する露光機と、露光された基板に露光後熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）を行う露光後熱処理ユニットと、露光後熱処理が行われた基板を現像する現像処理ユニットと、現像された基板をエッチングするエッチング処理ユニットと、エッチングされた基板に形成されているパターンの線幅を測定する測定ユニットと、測定ユニットの測定結果に基づいて、塗布処理ユニット、露光機、露光後熱処理ユニットおよび現像処理ユニットの少なくともいずれかの処理条件を調整する制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、塗布処理ユニットと露光機と露光後熱処理ユニットと現像処理ユニットとエッチング処理ユニットとにおける各処理を基板に行うことで基板にパターンを形成する。測定ユニットは基板に形成されたパターンの線幅を測定する。制御部は測定ユニットの測定結果に基づいて、塗布処理ユニット、露光機、露光後熱処理ユニットおよび現像処理ユニットの少なくともいずれかの処理条件を調整する。このような基板処理装置によれば、基板に形成させるパターンの線幅を精度よく制御することができる。
【０００８】
本発明において、制御部は、基板に形成される各パターンの線幅が均一となるように制御することが好ましい（請求項２）。パターンの線幅を基板面にわたって均一にすることができる。
【０００９】
各発明において、制御部は、露光後熱処理ユニットを制御して、基板面にわたって露光後熱処理を行う温度の分布を調整することが好ましい（請求項３）。制御部は露光後熱処理における温度分布を調整するので、パターンの線幅を精度よく制御することができる。
【００１０】
各発明において、制御部は、測定ユニットによる測定結果に基づいて、比較的細い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光後熱処理を行う温度を低くさせ、比較的太い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光後熱処理を行う温度を高くさせることが好ましい（請求項４）。露光後熱処理を行う温度が高くなるほどパターンの線幅が細くなり、露光後熱処理を行う温度が低くなるほどパターンの線幅が太くなる傾向がある。このため、比較的線幅が細いパターンに対し、より低い温度で露光後熱処理を行わせることで、当該パターンの線幅がより太くなるように制御する。同様に、比較的線幅が太いパターンに対し、より高い温度で露光後熱処理を行わせることで、当該パターンの線幅がより細くなるように制御する。これにより、基板面におけるパターンの線幅のばらつきを低減することができる。
【００１１】
各発明において、露光後熱処理ユニットは、基板を載置または近接載置する熱処理プレートを備え、制御部は熱処理プレートの温度分布を調整することが好ましい（請求項５）。露光後熱処理ユニットは、載置または近接載置される基板に対して熱処理を行う熱処理プレートを備え、制御部は熱処理プレートの温度分布を制御するので、露光後熱処理の温度を基板面内において好適に調整、変更することができる。
【００１２】
各発明において、制御部は、露光機を制御して基板面にわたる露光量の分布を調整することが好ましい（請求項６）。基板面にわたる露光量の分布を調整するので、パターンの線幅を精度よく制御することができる。
【００１３】
各発明において、制御部は、測定ユニットによる測定結果に基づいて、比較的細い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光量を弱くさせ、比較的太い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光量を強くさせることが好ましい（請求項７）。露光の際、露光量が強いほどパターンの線幅が細くなり、露光量が弱いほどパターンの線幅が太くなる傾向がある。このため、比較的線幅が細いパターンに対し、より弱い露光量で露光させることで、当該パターンの線幅がより太くなるように制御する。同様に、比較的線幅が太いパターンに対し、より強い露光量で露光させることで、当該パターンの線幅がより細くなるように制御する。これにより、基板面におけるパターンの線幅のばらつきを低減することができる。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、基板に処理を行う基板処理装置において、基板にレジスト膜材料を塗付する塗布処理ユニットと、レジスト膜が形成された基板を露光する露光機と、露光された基板を現像する現像処理ユニットと、現像された基板をエッチングするエッチング処理ユニットと、現像された後であってエッチングされる前の基板に形成されているパターンの線幅を測定する測定ユニットと、測定ユニットの測定結果に基づいて、エッチング処理ユニットの処理条件を調整する制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］請求項８に記載の発明によれば、塗布処理ユニットと露光機と現像処理ユニットとにおける各処理を基板に行うことで基板にレジストパターンを形成する。測定ユニットは基板に形成されたパターン（レジストパターン）の線幅を測定する。制御部は測定ユニットの測定結果に基づいて、エッチング処理ユニットの処理条件を調整する。エッチング処理ユニットは基板にパターンを形成する。より詳しくは、レジストパターンをマスクとして、レジストパターンの下地である膜にパターンを形成する。このような基板処理装置によれば、基板に形成させるパターンの線幅を精度よく制御することができる。
【００１６】
また、請求項９に記載の発明は、基板に処理を行う基板処理システムにおいて、基板にレジスト膜材料を塗付する塗布処理ユニットと、レジスト膜が形成された基板を露光機に対して搬送する露光機用インターフェイス部と、露光された基板に露光後熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）を行う露光後熱処理ユニットと、露光後熱処理が行われた基板を現像する現像処理ユニットと、が設けられた基板処理装置と、現像された基板をエッチングするエッチング処理ユニットと、エッチングされた基板に形成されているパターンの線幅を測定する測定ユニットと、が設けられたエッチング装置と、測定ユニットの測定結果に基づいて、塗布処理ユニット、露光機、露光後熱処理ユニットおよび現像処理ユニットの少なくともいずれかの処理条件を調整する制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１７】
［作用・効果］請求項９に記載の発明によれば、基板処理装置では、塗布処理ユニットと露光後熱処理ユニットと現像処理ユニットとにおいて基板に各処理を行い、かつ、露光機に基板を搬送させることで基板にレジストパターンを形成する。エッチング装置では、エッチング処理ユニットにおいてレジストパターンが形成された基板をエッチングして、基板にパターンを形成する。また、測定ユニットにおいて基板に形成されたパターンの線幅を測定する。制御部は、測定ユニットの測定結果に基づいて、塗布処理ユニット、露光後熱処理ユニットおよび現像処理ユニットの少なくともいずれかの処理条件を調整する。このような基板処理システムによれば、基板に形成させるパターンの線幅を精度よく制御することができる。
【００１８】
本発明において、制御部は、基板に形成される各パターンの線幅が均一となるように制御することが好ましい（請求項１０）。パターンの線幅を基板面にわたって均一にすることができる。
【００１９】
各発明において、制御部は、露光後熱処理ユニットを制御して、基板面にわたって露光後熱処理を行う温度の分布を調整することが好ましい（請求項１１）。制御部は露光後熱処理における温度分布を調整するので、パターンの線幅を精度よく制御することができる。
【００２０】
各発明において、制御部は、測定ユニットによる測定結果に基づいて、比較的細い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光後熱処理を行う温度を低くさせ、比較的太い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光後熱処理を行う温度を高くさせることが好ましい（請求項１２）。露光後熱処理を行う温度が高くなるほどパターンの線幅が細くなり、露光後熱処理を行う温度が低くなるほどパターンの線幅が太くなる傾向がある。このため、比較的線幅が細いパターンに対し、より低い温度で露光後熱処理を行わせることで、当該パターンの線幅がより太くなるように制御する。同様に、比較的線幅が太いパターンに対し、より高い温度で露光後熱処理を行わせることで、当該パターンの線幅がより細くなるように制御する。これにより、基板面におけるパターンの線幅のばらつきを低減することができる。
【００２１】
各発明において、露光後熱処理ユニットは、基板を載置または近接載置する熱処理プレートを備え、制御部は熱処理プレートの温度分布を制御することが好ましい（請求項１３）。露光後熱処理ユニットは、載置または近接載置される基板に対して熱処理を行う熱処理プレートを備え、制御部は熱処理プレートの温度分布を制御するので、露光後熱処理の温度を基板面内において好適に調整、変更することができる。
【００２２】
各発明において、制御部は、露光機を制御して基板面にわたる露光量の分布を調整することが好ましい（請求項１４）。基板面にわたる露光量の分布を調整するので、パターンの線幅を精度よく制御することができる。
【００２３】
各発明において、制御部は、測定ユニットによる測定結果に基づいて、比較的細い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光量を弱くさせ、比較的太い線幅が形成されている基板の部分に対しては露光量を強くさせることが好ましい（請求項１５）。露光の際、露光量が強くほどパターンの線幅が細くなり、露光量が弱いほどパターンの線幅が太くなる傾向がある。このため、比較的線幅が細いパターンに対し、より弱い露光量で露光させることで、当該パターンの線幅がより太くなるように制御する。同様に、比較的線幅が太いパターンに対し、より強い露光量で露光させることで、当該パターンの線幅がより細くなるように制御する。これにより、基板面におけるパターンの線幅のばらつきを低減することができる。
【００２４】
また、請求項１６に記載の発明は、基板にレジスト膜材料を塗付する塗布処理ユニットと、レジスト膜が形成された基板を露光機に対して搬送する露光機用インターフェイス部と、露光された基板を現像する現像処理ユニットと、現像された基板に形成されているパターンの線幅を測定する測定ユニットと、を有する基板処理装置と、基板をエッチングするエッチング装置と、測定ユニットの測定結果に基づいて、エッチング装置の処理条件を調整する制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２５】
［作用・効果］請求項１６に記載の発明によれば、基板処理装置では、塗布処理ユニットと現像処理ユニットとにおいて基板に各処理を行い、かつ、露光機に基板を搬送させることで基板にレジストパターンを形成する。また、測定ユニットにおいて基板に形成されたパターン（レジストパターン）の線幅を測定する。制御部は、測定ユニットの測定結果に基づいて、エッチング装置の処理条件を調整する。エッチング装置では、レジストパターンが形成された基板をエッチングして、基板にパターンを形成する。このような基板処理システムによれば、基板に形成させるパターンの線幅を精度よく制御することができる。
【００２６】
なお、本明細書は、次のような基板処理システムに係る発明も開示している。
【００２７】
（１）請求項５に記載の基板処理装置において、熱処理プレートの上面は、それぞれ独立して温度を変更可能な複数の領域に区分されていることを特徴とする基板処理装置。
【００２８】
前記（１）に記載の発明によれば、制御部は熱処理プレートの温度分布を好適に調整することができる。
【００２９】
（２）請求項５に記載の基板処理装置において、熱処理プレートは、載置される基板面の中心から周縁にかけて温度勾配を形成可能であることを特徴とする基板処理装置。
【００３０】
前記（２）に記載の発明によれば、基板の中心から半径方向の距離に応じて線幅がばらついた場合に、好適に線幅を制御することができる。
【００３１】
（３）請求項１から請求項７のいずれかに記載の基板処理装置において、塗布処理ユニットと露光機と露光後熱処理ユニットと現像処理ユニットとエッチング処理ユニットとはインラインにて接続されていることを特徴とする基板処理装置。
【００３２】
前記（３）に記載の発明によれば、基板に形成されるパターンの線幅を好適に管理することができる。
【００３３】
（４）請求項１から請求項７のいずれかに記載の基板処理装置において、制御部は、塗布処理ユニットと露光機と露光後熱処理ユニットと現像処理ユニットとエッチング処理ユニットとに順次基板を搬送して行うパターン形成処理を同じ基板に対して２回以上繰り返して、基板上の同じ膜に複数回にわたってパターンを形成させることを特徴とする基板処理装置。
【００３４】
前記（４）に記載の発明によれば、基板により微細なパターンを形成させることができる。
【００３５】
（５）請求項８に記載の基板処理装置において、制御部は、基板に形成される各パターンの線幅が均一となるように制御することを特徴とする基板処理装置。
【００３６】
前記（５）に記載の発明によれば、パターンの線幅を基板面にわたって均一にすることができる。
【００３７】
（６）請求項８に記載の基板処理装置において、塗布処理ユニットと露光機と現像処理ユニットとエッチング処理ユニットとはインラインにて接続されていることを特徴とする基板処理装置。
【００３８】
前記（６）に記載の発明によれば、基板に形成されるパターンの線幅を好適に管理することができる。
【００３９】
（７）請求項８に記載の基板処理装置において、制御部は、塗布処理ユニットと露光機と現像処理ユニットとエッチング処理ユニットとに順次基板を搬送して行うパターン形成処理を同じ基板に対して２回以上繰り返して、基板上の同じ膜に複数回にわたってパターンを形成させることを特徴とする基板処理装置。
【００４０】
前記（７）に記載の発明によれば、基板により微細なパターンを形成させることができる。
【００４１】
（８）請求項１３に記載の基板処理システムにおいて、熱処理プレートの上面は、それぞれ独立して温度を変更可能な複数の領域に区分されていることを特徴とする基板処理システム。
【００４２】
前記（８）に記載の発明によれば、制御部は熱処理プレートの温度分布を好適に調整することができる。  
【００４３】
（９）請求項１３に記載の基板処理システムにおいて、熱処理プレートは、載置される基板面の中心から周縁にかけて温度勾配を形成可能であることを特徴とする基板処理システム。
【００４４】
前記（９）に記載の発明によれば、基板の中心から半径方向の距離に応じて線幅がばらついた場合に、好適に線幅を制御することができる。
【００４５】
（１０）請求項９から請求項１６のいずれかに記載の基板処理システムにおいて、基板処理装置とエッチング装置とは分離して設けられていることを特徴とする基板処理システム。
【００４６】
前記（１０）に記載の発明によれば、基板処理装置とエッチング装置とを別々に配置できるので、基板処理システムの設置の自由度を高められる。
【００４７】
（１１）請求項９から請求項１６のいずれかに記載の基板処理システムにおいて、基板処理装置とエッチング装置との間は、基板をカセットに収容して搬送することを特徴とする基板処理システム。
【００４８】
前記（１１）に記載の発明によれば、基板処理装置とエッチング装置との間で基板を好適に搬送することができる。
【００４９】
（１２）請求項９から請求項１５のいずれかに記載の基板処理システムにおいて、制御部は、塗布処理ユニット、露光後熱処理ユニット、現像処理ユニットおよびエッチング処理ユニットにおける各処理と露光機への搬送とを含むパターン形成処理を、基板上の同じ膜に対して複数回にわたって行わせることを特徴とする基板処理システム。
【００５０】
（１３）請求項１６に記載の基板処理システムにおいて、制御部は、塗布処理ユニット、現像処理ユニットおよびエッチング装置における各処理と露光機への搬送とを含むパターン形成処理を、基板上の同じ膜に対して複数回にわたって行わせることを特徴とする基板処理システム。
【００５１】
前記（１２）および前記（１３）に記載の各発明によれば、基板により微細なパターンを形成させることができる。
【００５２】
（１４）請求項１６に記載の基板処理システムにおいて、制御部は、基板に形成される各パターンの線幅が均一となるように制御することを特徴とする基板処理システム。
【００５３】
前記（１４）に記載の発明によれば、パターンの線幅を基板面にわたって均一にすることができる。
【発明の効果】
【００５４】
この発明に係る基板処理装置によれば、塗布処理ユニットと露光機と露光後熱処理ユニットと現像処理ユニットとエッチング処理ユニットとにおける各処理を基板に行うことで基板にパターンを形成する。測定ユニットは基板に形成されたパターンの線幅を測定する。制御部は測定ユニットの測定結果に基づいて、塗布処理ユニット、露光機、露光後熱処理ユニットおよび現像処理ユニットの少なくともいずれかの処理条件を調整する。このような基板処理装置によれば、基板に形成させるパターンの線幅を精度よく制御することができる。
【実施例１】
【００５５】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図であり、図２は基板処理装置の断面図であり、図３は塗布現像ブロックの熱処理ユニットの配置を示す要部側面図である。
【００５６】
本実施例に係る基板処理装置１は、基板Ｗ（例えば、半導体ウエハ）についてレジスト膜形成、露光、現像およびエッチングの処理を行う装置である。本装置１は、ＩＤ部１１と測定部１２とエッチング用ＩＦ部１３と塗布現像ブロック１４と露光機用ＩＦ部１５と露光機１６とエッチング部１７とに大きく分けられる。塗布現像ブロック１４はさらに塗布ブロック１４ａと現像ブロック１４ｂとに分けられる。ＩＤ部１１と測定部１２とエッチング用ＩＦ部１３と塗布ブロック１４ａと現像ブロック１４ｂと露光機用ＩＦ部１５と露光機１６とは、平面視でこの順番に一列に並べて構成されている。以下では、これら各部の並び方向を適宜「ｘ軸方向」と記載する。エッチング部１７はエッチング用ＩＦ部１３に対してｘ軸方向と交差する方向に並ぶように配置されている。エッチング用ＩＦ部１３とエッチング部１７との間にはロードロック室１８が設けられている。各部１１−１８は互いに一体に連結されているとともに、各部１１−１８間は基板Ｗをインラインで搬送可能に接続されている。
【００５７】
ＩＤ部１１では、装置１の外部との間で基板Ｗを収容するカセットＣの受け渡しが行われる。ＩＤ部１１はカセットＣ内の基板Ｗを測定部１２へ搬送する。ＩＤ部１１はカセットＣを載置する載置台２１を備えている。載置台２１は、複数（３個）のカセットＣをｘ軸方向と水平に交差する方向に並べて載置可能である。ＩＤ部１１はカセットＣと線幅測定部１２との間で基板Ｗを搬送するインデクサ用搬送機構（以下、「ＩＤ用搬送機構」と略記する）２３を備えている。ＩＤ用搬送機構２３は載置台２１に沿って移動して各カセットＣに対向可能に構成されている。ＩＤ用搬送機構２３は基板Ｗを保持する保持アーム２５を有する。ＩＤ用搬送機構２３は保持アーム２５を略鉛直方向に昇降させるとともに水平方向に進退させて、カセットＣに対して基板Ｗを搬送可能に構成されている。さらに、ＩＤ用搬送機構２３は保持アーム２５を略鉛直軸周りに旋回させることで測定部１２に対向可能に構成されている。
【００５８】
ＩＤ部１１と測定部１２との間には基板Ｗを載置する載置部Ｐ１が設けられている。この載置部Ｐ１を介してＩＤ用搬送機構２３は、測定部１２の測定用搬送機構３７との間で基板Ｗの受け渡しを行う。
【００５９】
測定部１２は、線幅測定ユニット３１と測定用搬送機構３７とを備えている。また、測定部１２とエッチング用ＩＦ部１３との間には基板Ｗの受け渡しを行うための載置部Ｐ２が設けられている。
【００６０】
線幅測定ユニット３１は基板Ｗに形成されているパターンの線幅（CD: Critical Dimension）を測定する。図４を参照する。図４は線幅測定ユニット３１を模式的に示す正面図である。線幅測定ユニット３１は基板Ｗを水平面内で移動可能なステージ３３と、基板Ｗの表面を撮像する撮像部３４と、基板Ｗに光を照射する照明部３５とを備えて構成されている。撮像部３４としては、例えばＣＣＤカメラや拡大撮像する顕微鏡などが例示される。線幅測定ユニット３１は、この発明における測定ユニットに相当する。
【００６１】
測定用搬送機構３７は基板Ｗを保持する保持アーム３９を備えている。保持アーム３９は略鉛直方向に昇降可能であり、水平方向に移動可能であり、かつ、略鉛直軸周りに回転可能である。測定用搬送機構３７はこの保持アーム３９を適宜の位置に移動させて、線幅測定ユニット３１と載置部Ｐ１、Ｐ２とに対して基板Ｗを搬送する。
【００６２】
エッチング用ＩＦ部１３はエッチング用搬送機構４１を備えている。エッチング用ＩＦ部１３と塗布ブロック１４ａとの間には載置部Ｐ３が設けられている。エッチング用搬送機構４１は測定用搬送機構３３と略同様に構成されて、載置部Ｐ２、Ｐ３とロードロック室１８に設けられる載置部Ｐ７に対して基板Ｗを搬送する。
【００６３】
塗布ブロック１４ａには、ｘ軸方向からの正面視において両側部にそれぞれ複数の処理ユニットが積層配置されており、両側の処理ユニットで囲まれる中央に基板Ｗの搬送領域が形成されている。搬送領域の一方側に配置される処理ユニットは、基板Ｗにレジスト膜材料を塗布する複数の塗布処理ユニットＳＣである。各塗布処理ユニットＳＣは、基板Ｗを水平姿勢で回転可能に保持する基板保持部５１と、基板Ｗにレジスト膜材料を吐出するノズル５３とを備え、基板Ｗにレジスト膜材料を塗布する処理を行う。
【００６４】
搬送領域の他方側に配置される処理ユニットは、基板Ｗを加熱する複数の加熱ユニットＨＰａと基板Ｗを冷却する複数の冷却ユニットＣＰａとである。加熱ユニットＨＰａおよび冷却ユニットＣＰａはそれぞれ温度調節可能なプレート５５を有し、これらプレート５５に載置された基板Ｗに対して所定の熱処理を行う。なお、加熱処理ユニットＨＰａと冷却処理ユニットＣＰａで行われる熱処理は、ともに基板Ｗにレジスト膜を形成する処理に関連する熱処理である。
【００６５】
搬送領域には塗布用主搬送機構５７が設けられている。また、塗布ブロック１４ａと現像ブロック１４ｂの各搬送領域にまたがるように載置部Ｐ４が配置されている。塗布用主搬送機構５７は基板Ｗを保持する保持アーム５９を備えている。保持アーム５９は略鉛直方向に昇降可能であり、水平方向に移動可能であり、かつ、略鉛直軸周りに回転可能である。塗布用主搬送機構５７はこの保持アーム５９を適宜の位置に移動させて、各種処理ユニットＳＣ、ＨＰａ、ＣＰａと載置部Ｐ３、Ｐ４とに対して基板Ｗを搬送する。
【００６６】
現像ブロック１４ｂにも、ｘ軸方向からの正面視において両側部にそれぞれ複数の処理ユニットが積層配置され、中央に搬送領域が形成されている。搬送領域の一方側に配置される処理ユニットは、基板Ｗを現像する複数の現像処理ユニットＳＤである。現像処理ユニットＳＤは、基板Ｗを水平姿勢で回転可能に保持する基板保持部６１と、基板Ｗに現像液を吐出するノズル６３とを備え、基板Ｗに現像液を供給して基板Ｗを現像する処理を行う。
【００６７】
搬送領域の他方側に配置される処理ユニットは、基板Ｗを加熱する複数の加熱ユニットＨＰｂと基板Ｗを冷却する複数の冷却ユニットＣＰｂと露光後熱処理ユニットＰＨＰｂである。このうち、露光機用ＩＦ部１５と面する側には複数の露光後熱処理ユニットＰＨＰｂが配置されるとともに、露光後熱処理ユニットＰＨＰｂの上方に載置部Ｐ５が配置されている。加熱ユニットＨＰｂおよび冷却ユニットＣＰｂはそれぞれ温度調節可能なプレート６５を有し、これらプレート６５に載置された基板Ｗに対して所定の熱処理を行う。加熱処理ユニットＨＰｂと冷却処理ユニットＣＰｂで行われる熱処理は、ともに基板Ｗを現像する処理に関連する熱処理である。
【００６８】
搬送領域には現像用主搬送機構６７が設けられている。現像用主搬送機構６７は基板Ｗを保持する保持アーム６９を備えている。保持アーム６９は略鉛直方向に昇降可能であり、水平方向に移動可能であり、かつ、略鉛直軸周りに回転可能である。現像用主搬送機構６７はこの保持アーム６９を適宜の位置に移動させて、処理ユニットＳＤ、ＨＰｂ、ＣＰｂと載置部Ｐ４、Ｐ５とに対して基板Ｗを搬送する。
【００６９】
図５を参照して、露光後熱処理ユニットＰＨＰｂについて詳細に説明する。図５（ａ）は露光後熱処理ユニットの要部の平面図であり、（ｂ）は露光後熱処理ユニットの要部の断面図である。露光後熱処理ユニットＰＨＰｂは、露光された基板Ｗに露光後熱処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）処理を行う。露光後熱処理ユニットＰＨＰｂは水平姿勢の基板Ｗを近接載置する熱処理プレート１０１を備えている。
【００７０】
熱処理プレート１０１は平面視で基板Ｗより若干大きい。図５（ａ）に示すように、熱処理プレート１０１は複数の領域に区画されている。本実施例では、平面視で熱処理プレート１０１の中央に配置される円形の領域Ａ１と、領域Ａ１と略同心の大小２つの環状領域が周方向に４分割された領域Ａ２−Ａ９とに分けられている。
【００７１】
熱処理プレート１０１は、ヒートパイプ構造のハウジング１０３と、ハウジング１０３の上部に設けられる伝熱部１０５とを備えている。ハウジング１０３の内部には減圧された密閉空間Ｂが形成されている。この密閉空間Ｂの底部には溝部１１３が形成されている。溝部１１３には棒状のヒータ１１５が配置されるとともに作動液Ｌが貯留されている。ヒータ１１５にはヒータ用電源１１７が接続されている。
【００７２】
伝熱部１０５は複数の熱電モジュール１２１を備えている。各熱電モジュール１２１は、各領域Ａ１−Ａ９に対応する位置に配置されている。各熱電モジュール１２１には直流電源１２３が接続されている。直流電源１２３は、熱電モジュール１２１ごとに給電時の電流の向きを切り替え可能に構成されている。そして、直流電源１２３が電流の向きを変えて熱電モジュール１２１に給電することで、熱電モジュール１２１は発熱または吸熱のいずれかを行う。また、伝熱部１０５の上面には、各領域Ａ１−Ａ９の温度を検出する複数の温度センサ１３１が設けられている。
【００７３】
また、伝熱部１０５には、基板Ｗを直接支持する複数（例えば３個）の支持部材１３５が設けられている。各支持部材１３５の上端は伝熱部１０５の上面から僅かに突出している。このような支持部材１３５によって、基板Ｗは、伝熱部１０５の上面との間にプロキシミティギャップを形成して近接載置される。露光後熱処理ユニットＰＨＰｂは、さらに熱処理プレート１０１の上方に設けられるカバー等を備えて構成される。
【００７４】
このように構成される露光後熱処理ユニットＰＨＰｂでは、次のように動作する。すなわち、ヒータ用電源１１７による給電によりヒータ１１５は作動液Ｌを加熱する。加熱された作動液Ｌは蒸発し、蒸気となる。蒸気は、密閉空間Ｂの天井面に到達するとともに対流する。この蒸気が凝縮することで、ハウジング１０３の上面は略均一に昇温する。このようなハウジング１０３によって伝熱部１０５の温度は略一様に上昇する。
【００７５】
また、直流電源１２３による給電により、各熱電モジュール１２１は放熱または吸熱を行う。熱電モジュール１２１を放熱させた領域Ａの温度は、ハウジング１０３によって加熱された温度からさらに上昇する。逆に、熱電モジュール１２１を吸熱させた領域Ａの温度は、ハウジング１０３によって加熱された温度から低下する。このようにして、熱処理プレート１０１の温度を領域Ａ１−Ａ９ごとに微調整する。これにより、熱処理プレート１０１の全面にわたって温度を精度良く均一にすることができる。あるいは、熱処理プレート１０１の温度を領域Ａ１−Ａ９ごとに変えることができる。
【００７６】
露光機用ＩＦ部１５はインターフェイス用搬送機構（以下、「ＩＦ用搬送機構」と略記する）７１を備えている。ＩＦ用搬送機構７１は、現像ブロック１４ｂと露光機１６との間で基板Ｗを搬送する。ＩＦ用搬送機構７１は相互に基板Ｗを受け渡し可能な第１搬送機構７１ａと第２搬送機構７１ｂとで構成されている。第１搬送機構７１ａと第２搬送機構７１ｂとはｘ軸方向と略直交する方向に並んでおり、第１搬送機構７１ａが載置部Ｐ５および露光後熱処理ユニットＰＨＰｂと対向する側に配置されている。第１搬送機構７１ａと第２搬送機構７１ｂとの間には載置部Ｐ６が設けられ、両者の間で受け渡される基板Ｗが載置される。第１搬送機構７１ａは載置部Ｐ５と露光後熱処理ユニットＰＨＰｂとに対して基板Ｗを搬送する。第２搬送機構７１ｂは露光機１６に対して基板Ｗを搬送する。
【００７７】
露光機１６は、基板Ｗを載置するステージ７３と、照明系７５と、マスク７７と、マスク７７のパターンの像をステージ７３上の基板Ｗに投影する投影光学像７９と、を備え、基板Ｗを露光する処理を行う。照明系７５の光源としては、ＡｒＦ等が例示される。また、マスク７７は複数であり、マスク７７を切り換えるマスク切換機構（図示省略）を備えている。
【００７８】
ロードロック室１８には載置部Ｐ７が設けられている。ロードロック室１８の内部は、Ｎ２パージ可能に、かつ、真空排気可能に構成されている。また、ロードロック室１８と、エッチング用ＩＦ部１３およびエッチング部１７との間には、それぞれ気密に閉塞可能なゲート８１、８２が設置されている。
【００７９】
エッチング部１７はプラズマを用いたドライエッチングを基板Ｗに行う。図６を参照する。図６はエッチング部の要部を模式的に示す図である。エッチング部１７は、たとえば、気密性を有するチャンバ８３と、このチャンバ８３内において互いに対向するように設置される複数の電極８４ａ、８４ｂと、チャンバ８３内に反応性ガスを供給するガス供給系８５と、チャンバ８３からガスを排気する排気系８６とを備えて構成される。そして、反応性ガスをチャンバ８３内に導入しつつ電極８４、８５間に高周波電力を印加することによって発生させたプラズマによって、一の電極８５に載置した基板Ｗをエッチングする。エッチング部１７はこの発明におけるエッチング処理ユニットに相当する。
【００８０】
次に、図７を参照して本装置１の制御系について説明する。図７は、基板処理装置の制御ブロック図である。制御部８７は、メインコントローラ９０と第１−第９コントローラ９１−９９を備えている。メインコントローラ９０は装置１内の搬送機構および処理ユニットを統括的に制御するほか、各基板Ｗを管理する。第１コントローラ９１は、ＩＤ用搬送機構２３を制御する。第２コントローラ９２は線幅測定ユニット３１と測定用搬送機構３７とを制御するとともに、線幅測定ユニット３１の測定結果を受ける。第３コントローラ９３はエッチング用搬送機構４１を制御する。第４コントローラ９４は塗布処理ユニットＳＣと加熱ユニットＨＰａと冷却ユニットＣＰａと塗布用主搬送機構５７とを制御する。第５コントローラ９５は現像処理ユニットＳＤと加熱ユニットＨＰｂと冷却ユニットＣＰｂとを制御する。第６コントローラ９６は露光後熱処理ユニットＰＨＰｂと第１搬送機構７１ａとを制御する。第７コントローラ９７は第２搬送機構７１ｂを制御する。第８コントローラ９８は露光機１６を制御する。第９コントローラ９９はエッチング部１７とロードロック室１８とを制御する。上述した第１〜第９コントローラ９１〜９９はそれぞれ互いに独立して制御を行う。
【００８１】
メインコントローラ９０および第１〜第９コントローラ９１〜９９はそれぞれ、各種処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random-Access Memory）や、予め設定されている処理レシピ（処理プログラム）など各種情報を記憶する固定ディスク等の記憶媒体等によって実現されている。
【００８２】
次に、実施例に係る基板処理装置の動作について説明する。本装置１では、同じ基板Ｗにパターン形成処理を複数回行う。以下では、１回目と２回目とのパターン形成処理に分けて説明する。なお、以下の各動作は、制御部８７による制御に基づいて行われる。
【００８３】
［１回目のパターン形成処理］
＜レジスト膜形成＞
ＩＤ用搬送機構２３はカセットＣから基板Ｗを搬出して載置部Ｐ１に載置する。載置部Ｐ１に載置された基板Ｗを測定用搬送機構３７が載置部Ｐ２に搬送する。載置部Ｐ２に載置された基板Ｗをエッチング用搬送機構４１が載置部Ｐ３に搬送する。
【００８４】
塗布用主搬送機構５７は載置部Ｐ３に載置された基板Ｗを塗布処理ユニットＳＣへ搬送する。塗布処理ユニットＳＣでは基板Ｗにレジスト膜材料を塗布する処理を行う。この際、塗布処理ユニットＳＣにおける処理の前または／および後に、加熱ユニットＨＰａおよび冷却ユニットＣＰａに基板Ｗを適宜に搬送し、レジスト膜を形成する処理に関連した熱処理を基板Ｗに行う。これにより、基板Ｗにレジスト膜が形成される。塗布用主搬送機構５７はレジスト膜が形成された基板Ｗを載置部Ｐ４に載置する。
【００８５】
＜露光＞
載置部Ｐ４に載置された基板Ｗを現像用主搬送機構６７が載置部Ｐ５に搬送する。第１搬送機構７１ａは載置部Ｐ５から載置部Ｐ６に基板Ｗを搬送する。第２搬送機構７１ｂは載置部Ｐ６から露光機１６に基板Ｗを搬送する。露光機１６では基板Ｗを露光する。
【００８６】
露光機１６は露光が済んだ基板Ｗを第２搬送機構７１ｂに受け渡す。第２搬送機構７１ｂは基板Ｗを載置部Ｐ６に載置する。載置部Ｐ６に載置された基板Ｗを第１搬送機構７１ａが露光後熱処理ユニットＰＨＰｂへ搬送する。露光後熱処理ユニットＰＨＰｂでは基板Ｗに露光後熱処理を行う。その後、第１搬送機構７１ａは露光後熱処理ユニットＰＨＰｂから基板Ｗを搬出して載置部Ｐ５に載置する。
【００８７】
＜現像＞
現像用主搬送機構６７は載置部Ｐ５に載置された基板Ｗを現像処理ユニットＳＤに搬送する。現像処理ユニットＳＤでは基板Ｗを現像する。この際、現像処理ユニットＳＤにおける処理の前または／および後に、加熱ユニットＨＰｂおよび冷却ユニットＣＰｂに基板Ｗが適宜に搬送される。そして、加熱ユニットＨＰｂおよび冷却ユニットＣＰｂにおいて基板Ｗを現像する処理に関連した熱処理が行われる。これにより基板Ｗに現像が行われ、基板Ｗ上にレジストパターンが形成される。現像が終了すると、現像用主搬送機構６７は載置部Ｐ４に基板Ｗを載置する。
【００８８】
＜エッチング＞
載置部Ｐ４に載置された基板Ｗを塗布用主搬送機構５７が載置部Ｐ３に搬送する。載置部Ｐ３に載置された基板Ｗをエッチング用搬送機構４１が載置部Ｐ７に載置する。エッチング用搬送機構４１がロードロック室１８から退避すると、ゲート８１を閉じる。ロードロック室１８内を真空排気する。ロードロック室１８内が所定の圧力になると、ゲート８２を開放し、載置部Ｐ７に載置される基板Ｗをエッチング部１７に搬送し、再びゲート８２を閉じる。エッチング部１７では基板Ｗにエッチングを行う。これにより、レジストパターンをマスクとして、基板Ｗ上の膜にパターンが形成される。
【００８９】
エッチングが終了すると、ゲート８２を開放して、エッチング部１７から載置部Ｐ７に基板Ｗを払い出し、再びゲート８２を閉塞する。ロードロック室１８内をＮ２パージする。ロードロック室１８の内部が大気圧程度まで復帰すると、ゲート８１を開放する。エッチング用搬送機構４１は載置部Ｐ７に載置された基板Ｗを受け取ると、再びゲート８１を閉じる。
【００９０】
＜測定＞
エッチング用搬送機構４１は受け取った基板Ｗを載置部Ｐ２に載置する。載置部Ｐ２に載置された基板Ｗを測定用搬送機構３７が線幅測定ユニット３１に搬送する。線幅測定ユニット３１では基板Ｗに形成されているパターンの線幅を測定し、その測定結果を第２コントローラ９２に与える。第２コントローラ９２は測定結果をメインコントローラ９０に転送する。測定が終了すると、測定用搬送機構３７は線幅測定ユニット３１から基板Ｗを搬出して載置部Ｐ３に載置する。エッチング用搬送機構４１は載置部Ｐ３に載置された基板Ｗを載置部Ｐ４へ搬送する。
【００９１】
＜処理条件の調整制御＞
制御部８７は線幅測定ユニット３１の測定結果に基づいて、基板Ｗ面内におけるパターンの線幅の分布を取得する。そして、基板Ｗに形成される各パターンの線幅が均一となるように露光後熱処理ユニットＰＨＰｂの処理条件を調整する。
【００９２】
例えば、１回目のパターン形成処理により形成されたパターンの線幅の分布が基板Ｗ面にわたって十分均一であれば、２回目のパターン形成処理においても露光後熱処理ユニットＰＨＰｂの処理条件を同じとする。
【００９３】
他方、１回目のパターン形成処理により形成されたパターンの線幅の分布が基板Ｗ面にわたってばらついている場合は、熱処理プレート１０１の温度分布を変更し、露光後熱処理される基板Ｗの温度の分布を調整する。熱処理プレート１０１の温度分布を変更は、適宜温度センサ１３１の検出結果を参照しつつ、直流電源１２３または／およびヒータ用電源１１７を制御部８７が制御することによって行われる。
【００９４】
たとえば、比較的細い線幅のパターンが形成された基板Ｗの部分については、当該部分に対応する熱処理プレート１０１の領域Ａの温度を、１回目のパターン形成処理時に比べて低くなるように変更する。逆に、比較的太い線幅のパターンが形成された基板Ｗの部分については、当該部分に対応する熱処理プレート１０１の領域Ａの温度を、１回目のパターン形成処理時に比べて高くなるように変更する。このように、熱処理プレート１０１の領域Ａごとに温度を調整することにより、露光後熱処理が行われる基板Ｗ面の温度の分布を調整する。なお、露光後熱処理を行う温度を基板Ｗ全体について昇降させる場合（すなわち、熱処理プレート１０１の温度を全体的に上昇、下降させる場合には）、制御部８７はさらにヒータ用電源１１７を制御して熱処理プレート１０１の温度を一様に変更する。
【００９５】
［２回目のパターン形成処理］
＜レジスト膜形成＞
載置部Ｐ３に載置された基板Ｗを、塗布用主搬送機構５７が塗布処理ユニットＳＣ、加熱ユニットＨＰａおよび冷却ユニットＣＰａへ基板Ｗを搬送する。これにより、基板Ｗにレジスト膜を形成する。
【００９６】
＜露光＞
塗布用主搬送機構５７から現像ブロック１４ｂ、露光機用ＩＦ部１５の各搬送機構を経由して露光機１６に基板Ｗを搬送する。露光機１６では基板Ｗを露光する。露光が済んだ基板Ｗを、第２搬送機構７１ｂと第１搬送機構７１ａとが受け渡して、露光後熱処理ユニットＰＨＰｂへ搬送する。
【００９７】
露光後熱処理ユニットＰＨＰｂでは基板Ｗに露光後熱処理を行う。ここで、基板Ｗが載置される熱処理プレート１０１の温度分布は制御部８７によって調整されている。露光後熱処理が終了すると、第１搬送機構７１ａは基板Ｗを載置部Ｐ５に載置する。
【００９８】
＜現像＞
現像用主搬送機構６７は載置部Ｐ５に載置された基板Ｗを、現像処理ユニットＳＤ、加熱ユニットＨＰｂおよび冷却ユニットＣＰｂへ搬送する。これにより、基板Ｗを現像する。
【００９９】
＜エッチング＞
現像された基板Ｗを、現像ブロック１４ｂから塗布現像ブロック１４、エッチング用ＩＦ部１３およびロードロック室１８を経由してエッチング部１７へ搬送する。そして、エッチング部１７で基板Ｗにエッチング処理を行う。エッチング処理が済んだ基板Ｗを、エッチング部１７からロードロック室１８、エッチング用ＩＦ部１３および測定部１２を経由してＩＤ部１１へ搬送する。ＩＤ用搬送機構２３は基板ＷをカセットＣへ搬入する。
【０１００】
このように、本実施例に係る基板処理装置１によれば、エッチング後に基板Ｗに形成されるパターンの線幅の分布に基づいて、露光後熱処理ユニットＰＨＰｂの処理条件（露光後熱処理における基板Ｗ面内における温度分布）を調整するので、基板Ｗに形成させるパターンの線幅を精度よく制御することができる。
【０１０１】
また、制御部８７は、基板Ｗに形成される各パターンの線幅が均一となるように制御するので、パターンの線幅を基板Ｗ面にわたって均一にすることができる。
【０１０２】
また、露光後熱処理ユニットＰＨＰｂは、基板Ｗを近接載置する熱処理プレート１０１を備え、当該熱処理プレート１０１はそれぞれ独立して温度調整可能な複数の領域Ａ１−Ａ９に区画されている。このため、制御部８７は熱処理プレート１０１の温度分布を好適に制御することができる。
【０１０３】
また、制御部８７は直流電源１２３および／またはヒータ用電源１１７を制御して、比較的細い線幅が形成された基板Ｗの部分に対向する領域Ａについては温度を低くさせ、比較的太い線幅が形成された基板Ｗの部分に対向する領域Ａについては温度を高くさせる。これにより、各パターンの線幅のばらつきを好適に低減させることができる。
【０１０４】
また、各領域Ａは、熱処理プレート１０１の中央に位置する領域Ａ１と、熱処理プレート１０１の周縁に位置する領域Ａ６−Ａ９と、熱処理プレート１０１の中央と周縁との間に位置する領域Ａ２−Ａ５とに分けられる。このため、熱処理プレート１０１は、載置される基板Ｗ面の中心から周縁にかけて温度勾配を形成することができる。したがって、基板Ｗの中心から半径方向の距離に応じてパターンの線幅にばらつきが生じた場合には、そのばらつきを打ち消すような温度分布を熱処理プレート１０１に形成することができる。
【０１０５】
また、基板処理装置１は、塗布処理ユニットＳＣと露光機１６と露光後熱処理ユニットＰＨＰｂと現像処理ユニットＳＤとエッチング部１７との間は、基板Ｗをインラインにて搬送可能であるので、基板Ｗに対して行われるリソグラフィー工程の全てを好適に管理することができる。よって、基板に形成されるパターンの線幅についても好適に管理、制御することができる。
【０１０６】
また、制御部８７は、パターン形成処理を同じ基板Ｗに対して２回以上繰り返して、基板Ｗ上の同じ膜に複数回にわたってパターンを形成させる。このため、基板Ｗにより微細なパターンを形成させることができる。「膜」は、レジスト膜の下地となる膜である酸化膜等の絶縁膜、ポリシリコン膜、タングステンやアルミ等のメタル膜、反射防止膜としての窒化膜等が例示される。
【実施例２】
【０１０７】
以下、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。図８は実施例２に係る基板処理システムの概略構成を示す平面図である。なお、実施例１と同じ構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
【０１０８】
本実施例に係る基板処理システム３は、大きく基板処理装置５とエッチング装置７とに分けられる。基板処理装置５は、基板Ｗにレジスト膜形成と現像の各工程を行う装置である。エッチング装置７は基板Ｗにエッチングの工程を行う装置である。基板処理装置５とエッチング装置７とは分離して設けられている。各装置５、７の間は、基板ＷをカセットＣに収容してカセット搬送機構（不図示）により搬送される。
【０１０９】
基板処理装置５は、ＩＤ部１１と測定部１２と塗布現像ブロック１４と露光機用ＩＦ部１５とを備えている。塗布現像ブロック１４は塗布ブロック１４ａと現像ブロック１４ｂとに分けられる。ＩＤ部１１と測定部１２と塗布ブロック１４ａと現像ブロック１４ｂと露光機用ＩＦ部１５とは、平面視でこの順番に並べて設けられている。なお、測定部１２と塗布ブロック１４ａとの間には基板Ｗを載置する載置部Ｐ８が設けられている。
【０１１０】
露光機用ＩＦ部１５には、本システム３とは別体の露光機ＥＸＰが隣接されている。露光機ＥＸＰは、実施例１で説明した露光機１６と同様な構成を備えている。この露光機ＥＸＰにおいて露光の工程が行われる。各部１１−１５および露光機ＥＸＰは互いに一体に連結されているとともに、各部１１−１５間、および、露光機用ＩＦ部１５と露光機ＥＸＰとの間はそれぞれ基板Ｗをインラインで搬送可能に接続されている。露光機用ＩＦ部１５はこの発明における露光機用インターフェイス部に相当する。  
【０１１１】
エッチング装置７は、ＩＤ部１４１とロードロック室１８とエッチング部１７とを備えている。ＩＤ部１４１とロードロック室１８とエッチング部１７とは、平面視でこの順番に並べて設けられている。各部１４１、１８、１７間は基板Ｗをインラインで搬送可能に接続されている。
【０１１２】
ＩＤ部１４１は、載置台１４３とＩＤ用搬送機構１４５とを備えている。載置台１４３はカセットＣを載置する。ＩＤ用搬送機構１４５はＩＤ用搬送機構２３と略同様に構成され、カセットＣとロードロック室１８（載置部Ｐ７）とに対して基板Ｗを搬送する。
【０１１３】
本システム３の制御系は、図示を省略するが、基板処理装置５とエッチング装置７とを統括的に制御する。本システム３の制御系は、実質的には、実施例１の制御系にＩＤ用搬送機構１４５を制御するコントローラを付加した構成に相当する。
【０１１４】
次に、実施例２に係る基板処理システムの動作について説明する。本システム３では、同じ基板Ｗの同じ膜に対してパターン形成処理を１回行う。なお、以下の各動作は、制御部８７による制御に基づいて行われる。
【０１１５】
＜レジスト膜形成＞
ＩＤ用搬送機構２３はカセットＣから基板Ｗを搬出して載置部Ｐ１に載置する。測定用搬送機構３７は載置部Ｐ１から載置部Ｐ８に基板Ｗを搬送する。塗布用主搬送機構５７は載置部Ｐ３に載置された基板Ｗを塗布処理ユニットＳＣへ搬送する。塗布処理ユニットＳＣでは基板Ｗにレジスト膜材料を塗布する処理を行う。この際、塗布処理ユニットＳＣにおける処理の前または／および後に、加熱ユニットＨＰａおよび冷却ユニットＣＰａに基板Ｗを適宜に搬送し、レジスト膜を形成する処理に関連した熱処理を基板Ｗに行う。これにより、基板Ｗにレジスト膜が形成される。塗布用主搬送機構５７はレジスト膜が形成された基板Ｗを載置部Ｐ４に載置する。
【０１１６】
＜露光＞
載置部Ｐ４に載置された基板Ｗを現像用主搬送機構６７と第１搬送機構７１ａとを経由して第２搬送機構７１ｂに受け渡す。第２搬送機構７１ｂは露光機ＥＸＰに対して基板Ｗを搬送する。露光機ＥＸＰでは基板Ｗを露光する。露光が済んだ基板Ｗは露光機ＥＸＰから第２搬送機構７１ｂに払い出す。
【０１１７】
第２搬送機構７１ｂは基板Ｗを載置部Ｐ６に載置する。第１搬送機構７１ａは載置部Ｐ６から露光後熱処理ユニットＰＨＰｂへ搬送する。露光後熱処理ユニットＰＨＰｂでは基板Ｗに露光後熱処理を行う。露光後熱処理が終了すると、第１搬送機構７１ａは露光後熱処理ユニットＰＨＰｂから載置部Ｐ５に基板Ｗを搬送する。
【０１１８】
＜現像＞
現像用主搬送機構６７は載置部Ｐ５に載置された基板Ｗを現像処理ユニットＳＤに搬送する。現像処理ユニットＳＤでは基板Ｗを現像する。この際、現像処理ユニットＳＤにおける処理の前または／および後に、加熱ユニットＨＰｂおよび冷却ユニットＣＰｂに基板Ｗが適宜に搬送される。これにより基板Ｗに現像が行われ、基板Ｗ上にレジストパターンが形成される。現像が終了すると、現像用主搬送機構６７は載置部Ｐ４に基板Ｗを載置する。
【０１１９】
＜測定＞
塗布用主搬送機構５７は載置部Ｐ４から載置部Ｐ８に基板Ｗを搬送する。測定用搬送機構３７は載置部Ｐ８から線幅測定ユニット３１に搬送する。線幅測定ユニット３１では基板Ｗに形成されているパターン（レジストパターン）の線幅を測定し、その測定結果を第２コントローラ９２に与える。第２コントローラ９２は測定結果をメインコントローラ９０に転送する。測定が終了すると、測定用搬送機構３７は線幅測定ユニット３１から基板Ｗを搬出して載置部Ｐ１に載置する。ＩＤ用搬送機構２３は載置部Ｐ１からカセットＣ内に基板Ｗを搬送する。基板Ｗが収容されたカセットＣは、図示省略のカセット搬送機構によって、ＩＤ部１１からＩＤ部１４１へ搬送される。
【０１２０】
＜処理条件の調整制御＞
制御部８７は線幅測定ユニット３１の測定結果に基づいて、基板Ｗ面内におけるパターンの線幅の分布を取得する。そして、基板Ｗに形成される各パターンの線幅が均一となるようにエッチング部１７の処理条件を制御する。エッチングの処理条件としては、ガス供給系８５による反応性ガスの供給量や排気系８６からの排気量、または、電極８４、８５間に印加する電力などが例示される（図６参照）。
【０１２１】
＜エッチング＞
ＩＤ用搬送機構１４５は載置台１４３に載置されたカセットＣから基板Ｗを搬出する。カセットＣから搬出された基板Ｗは、ロードロック室１８を経由してエッチング部１７に搬送される。エッチング部１７では基板Ｗにエッチングを行う。ここで、エッチングの処理条件は、制御部８７によって調整されている。エッチングが終了すると、基板Ｗは載置台１４３上のカセットＣに収容される。
【０１２２】
このように、実施例２に係る基板処理システム３によれば、基板処理装置５では、塗布処理ユニットＳＣと現像処理ユニットＳＤとにおいて基板Ｗに各処理を行い、かつ、露光機ＥＸＰに基板Ｗを搬送して露光機ＥＸＰで基板Ｗを露光させる。これにより、基板Ｗにレジストパターンを形成する。また、線幅測定ユニット３１において基板Ｗに形成されたパターン（レジストパターン）の線幅を測定する。制御部８７は、線幅測定ユニット３１の測定結果に基づいて、エッチング部１７の処理条件を調整する。エッチング部１７では、制御部８７によって調整された処理条件で基板Ｗをエッチングする。このため、基板に形成させる各パターンの線幅を精度よく均一にすることができる。
【０１２３】
また、制御部８７は、基板Ｗに形成される各パターンの線幅が均一となるように制御するので、パターンの線幅を基板Ｗ面にわたって均一にすることができる。
【０１２４】
また、基板処理装置５とエッチング装置７とは分離して配置することができるので、基板処理システム３の設置の自由度を高められる。
【０１２５】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【０１２６】
（１）上述した実施例１では、基板Ｗを載置する熱処理プレート１０１の温度を制御することで、基板Ｗ面にわたる露光後熱処理を行う温度の分布の調整したがこれに限られない。たとえば、露光後熱処理ユニットＰＨＰｂが基板Ｗの上方に設けられ、基板Ｗに熱処理を行う上部ヒータ等を備えている場合には、当該上部ヒータ等を制御することで、基板Ｗ面にわたる露光後熱処理を行う温度の分布の調整してもよい。
【０１２７】
（２）上述した実施例１では、熱処理プレート１０１を区分する領域Ａ１−Ａ９を例示したが、各領域の位置や形状、領域の数等は適宜に設計される。
【０１２８】
（３）上述した実施例１では、制御部８７が調整する露光後熱処理ユニットＰＨＰｂの処理条件は、基板Ｗ面にわたる露光後熱処理を行う温度の分布であったがこれに限られない。たとえば、露光後熱処理の時間などの処理条件を制御するように変更してもよい。
【０１２９】
（４）上述した実施例１では、熱処理プレート１０１はプロキシミティギャップを形成して基板Ｗを近接載置したが、これに限られない。プロキシミティギャップを形成することなく基板Ｗを載置するように変更してもよい。
【０１３０】
（５）上述した実施例１では、露光後熱処理ユニットＰＨＰｂはヒータ１１５と熱電モジュール１２１とを加熱部として備えていたが、これに限られない。加熱部を構成する機器は適宜に選択設計される。
【０１３１】
（６）上述した実施例１では、制御部８７は露光後熱処理ユニットＰＨＰｂの処理条件を調整していたが、これに限られない。例えば、塗布処理ユニットＳＣや現像処理ユニットＳＤまたはこれらに関連する加熱ユニットＨＰａ、ＨＰｂ、冷却ユニットＣＰａ、ＣＰｂなどの処理条件を調整するように変更してもよい。また、露光機１６の処理条件を調整するように変更してもよい。さらに、調整する処理ユニットは単一には限られない。すなわち、２以上の処理ユニット（露光機１６を含む）の各処理条件を調整するように変更してもよい。
【０１３２】
露光機１６の場合には、露光量を処理条件として調整するように変更することが例示される。すなわち、制御部８７は基板Ｗ面にわたる露光量の分布を調整する。ここで、露光の際は、露光量が強いほどパターンの線幅が細くなり、露光量が弱いほどパターンの線幅が太くなる傾向がある。このため、比較的線幅が細いパターンに対してはより弱い露光量で露光させ、比較的線幅が太いパターンに対してはより強い露光量で露光させるように制御することが好ましい。これにより、2回目のパターン形成処理において基板Ｗ面におけるパターンの線幅のばらつきを低減することができる。また、後続の基板Ｗに対して行うパターン形成処理において基板Ｗ面におけるパターンの線幅のばらつきを低減することができる。
【０１３３】
（７）上述した実施例１では、基板Ｗの膜に形成されたパターンの線幅を測定し、その測定結果に基づいて露光後熱処理ユニットＰＨＰｂの処理条件を調整するものであったが、これに限られない。たとえば、基板Ｗに形成された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エッチング部１７の処理条件を調整するように変更してもよい。このような構成によっても、エッチング部１７でエッチングされ、レジストパターンの下地である膜に形成されるパターンの線幅を精度よく制御することができる。
【０１３４】
（８）上述した実施例１では、１回目のパターン形成処理の終了時に基板Ｗを測定し、その結果に基づいて同じ基板Ｗに行う２回目のレジストパターン形成処理に含まれる露光後熱処理の条件を調整したが、これに限られない。同じ基板Ｗに対しては１回目と２回目とでパターン形成処理に含まれる各処理の処理条件と同じしてもよい。そして、後続の（別個の）基板Ｗに対して行うレジストパターン形成処理に含まれる各処理の処理条件を調整するように変更してもよい。
【０１３５】
（９）上述した実施例１では、同じ基板Ｗにパターン形成処理を２回行う動作例を例示したが、これに限られない。たとえば、同じ基板Ｗにレジストパターン形成処理を１回のみ、または、３回以上行うように変更してもよい。同様に、実施例２ではパターン形成処理を１回行う場合を例示したが、これに限られない。すなわち、同じ基板Ｗの同じ膜に対して複数回にわたってパターン形成処理を行うように変更してもよい。
【０１３６】
（１０）上述した実施例２では、線幅測定ユニット３１は基板処理装置５に設けられていたが、これに限られない。すなわち、エッチング装置７に線幅測定ユニット３１を備えるように変更してもよい。この場合、制御部８７は線幅測定ユニット３１の測定結果に基づいて、基板処理装置５に設けられる各処理ユニットＰＨＰｂ、ＳＣ、ＳＤなどの処理条件を調整するように構成される。
【０１３７】
（１１）上述した実施例２では、露光機ＥＸＰは、基板処理システム３とは別体であったが、これに限られない。すなわち、基板処理システム３の一構成として露光機ＥＸＰを備えるように変更してもよい。
【０１３８】
（１２）上述した各実施例では、塗布現像ブロック１４を塗布ブロック１４ａと現像ブロック１４ｂとで構成していたが、これに限られない。塗布処理ユニットＳＣおよび現像処理ユニットＳＤと、これらに付随する加熱ユニットＨＰや冷却ユニットＣＰとを備える単一のブロックに変更してもよい。
【０１３９】
（１３）上述した各実施例では、塗布ブロック１４ａは塗布処理ユニットＳＣや加熱ユニットＨＰａや冷却ユニットＣＰａを備えていたが、これに限られない。たとえば、基板Ｗに反射防止膜を形成する処理ユニットなどをさらに備えるように変更してもよい。
【０１４０】
（１４）上述した各実施例において、さらに基板Ｗ上のレジストパターンを除去するレジスト除去ユニットが配備されたブロックや、または、基板Ｗを洗浄する洗浄ユニットが配備されたブロックを追加してもよい。
【０１４１】
（１５）各実施例および上記（１）から（１４）で説明した各変形実施例については、さらに各構成を他の変形実施例の構成に置換または組み合わせるなどして適宜に変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】実施例に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】基板処理装置の断面図である。
【図３】塗布現像ブロックの熱処理ユニットの配置を示す要部側面図である。
【図４】線幅測定ユニットを模式的に示す正面図である。
【図５】（ａ）は露光後熱処理ユニットの要部の平面図であり、（ｂ）は露光後熱処理ユニットの要部の断面図である。
【図６】エッチング部の要部を模式的に示す図である。
【図７】基板処理装置の制御ブロック図である。
【図８】実施例２に係る基板処理システムの概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１  …基板処理装置
３  …基板処理システム
５  …基板処理装置
７  …エッチング装置
１２  …測定部
１４  …塗布現像ブロック
１４ａ  …塗布ブロック
１４ｂ  …現像ブロック
１５  …露光機用ＩＦ部
１６  …露光機
ＥＸＰ  …露光機
１７  …エッチング部
２１  …載置台
ＳＣ  …塗布処理ユニット
ＳＤ  …現像処理ユニット
ＣＰａ、ＣＰｂ  …冷却ユニット
ＨＰａ、ＨＰｂ  …加熱ユニット
ＰＨＰｂ  …露光後熱処理ユニット
３１  …線幅測定ユニット
８７  …制御部
１０１  …熱処理プレート
Ｗ  …基板
Ｃ  …カセット
【図１】
2010003905.tif 000003
【図２】
2010003905.tif 000004
【図３】
2010003905.tif 000005
【図４】
2010003905.tif 000006
【図５】
2010003905.tif 000007
【図６】
2010003905.tif 000008
【図７】
2010003905.tif 000009
【図８】
2010003905.tif 000010