(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光し且つ露光後に加熱処理した基板上のレジスト膜を現像処理する方法であって、
前記加熱処理後の基板の処理状態を測定し、
前記測定された基板の処理状態に基づいて、基板上のパターンのショットごとに現像条件を設定し、
前記現像条件に基づいて、前記基板上のパターンのショットごとに霧状の現像液を供給する量及び現像時間を調整して、現像処理後のレジストパターンの線幅を調整し、
前記基板への霧状の現像液の供給は、平面視における断面形状が基板上のパターンのショットより小さな現像液供給口が形成され、前記現像液供給口の外周部に排気口が形成された現像液ノズルにより行われることを特徴とする、現像処理方法。
【請求項２】
前記基板の処理状態は、前記露光後に行われる加熱処理後のレジスト膜の膜厚であることを特徴とする、請求項１に記載の現像処理方法。
【請求項３】
前記基板の処理状態は、前記レジストパターンの線幅の調整を行う前に既に現像処理を終えている基板におけるレジストパターンの線幅であることを特徴とする、請求項１に記載の現像処理方法。
【請求項４】
前記霧状の現像液は、液状の現像液に超音波を印加して生成されたものであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像処理方法。
【請求項５】
基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光し且つ露光後に加熱処理した基板上のレジスト膜を現像処理する現像処理装置であって、
前記加熱処理後の基板の処理状態を測定する測定部と、
前記測定された基板の処理状態に基づいて、基板上のパターンのショットごとに現像条件を設定する条件設定部と、
前記現像条件に基づいて、前記基板上のパターンのショットごとに、霧状の現像液を供給する現像液ノズルと、
前記現像液を供給する量及び現像時間を調整して、現像処理後のレジストパターンの線幅を調整する供給制御部と、を有し、
前記現像液ノズルは、平面視における断面形状が基板上のパターンのショットより小さな現像液供給口を備え、
前記現像液供給口の外周部には排気口が形成されていることを特徴とする、現像処理装置。
【請求項６】
前記基板の処理状態は、前記露光後に行われる加熱処理後のレジスト膜の膜厚であることを特徴とする、請求項５に記載の現像処理装置。
【請求項７】
前記基板の処理状態は、前記レジストパターンの線幅の調整を行う前に既に現像処理を終えている基板におけるレジストパターンの線幅であることを特徴とする、請求項５に記載の現像処理装置。
【請求項８】
液状の現像液に超音波を印加して霧状の現像液を生成する現像液霧化手段を有することを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の現像処理装置。
【請求項９】
請求項１〜４のいずかに記載の現像処理方法を現像処理装置によって実行させるように、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスト膜が形成された基板に現像液を供給して基板を現像処理する現像処理方法、現像処理装置、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）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、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる加熱処理（ポストエクスポージャーベーキング）、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。
【０００３】
ところで近年、半導体デバイスのさらなる高集積化を図るため、レジストパターンの微細化が求められている。そのため、上述した現像処理を精密に、且つ基板面内で均一に行うことが要求されている。この現像処理を行う手法としては、例えば基板の直径に対応した長さで、且つ多数の吐出口が形成された供給ノズルを、現像液を供給しながら基板の一の外周縁部から反対側の外周縁部まで移動させることにより基板表面上に現像液の液膜を形成し、基板面内を均一に現像する方式が知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
ところで、上述のポストエクスポージャーベーキングなどの加熱処理は、通常熱処理板などの加熱処理装置で行われており、例えば熱処理板に内蔵されたヒータの発熱により基板が所定温度に調整される。
【０００５】
この加熱処理における熱処理温度は、最終的に基板上に形成されるレジストパターンの線幅に大きな影響を与える。そこで、加熱処理時の基板面内の温度を厳格に制御して均一な温度分布を得るため、熱処理板は通常、複数の領域に区画され、各領域毎に独立して温度調整できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、各領域毎に独立して温度調整を行った場合であっても、各領域の熱抵抗の相違などにより、熱処理板上の基板の面内の温度を均一にすることは困難であった。そのため、レジストパターンの線幅には、例えばパターンのショットごとにばらつきが生じてしまっていた。
【０００８】
このばらつきを解消する方法としては、基板面内の熱履歴に対応して、例えば現像時間などの現像条件を変化させることが考えられる。特許文献１に提案されるような、基板の直径に対応した長さの供給ノズルを用いた場合、基板上のレジストパターンの各ショットに対する現像条件を、供給ノズルの移動方向に沿って変えることは可能である。
【０００９】
しかしながら、供給ノズルの長さ方向に位置するショットについては現像条件を変えることはできない。したがって、現像後のレジストパターンの線幅にばらつきが生じることが避けられない。また、従来用いられている、基板を回転させながら現像液を供給する現像方法においても、基板の直径方向に沿って現像条件を変えることはできても、それ以外の方向に対しては現像条件を調整することができない。
【００１０】
そこで、本発明者は、例えばパターンの各ショットの大きさに対応した供給ノズルを用い、各ショットごとにレジスト液を供給することで現像条件を調整することを試みた。しかしながら、供給ノズルからショットごとにレジスト液を供給しても、レジスト液の表面張力により当該レジスト液がウェハ上で移動してしまうため、ショットごとにレジスト液を供給することができなかった。そのため、現像後のレジストパターンの線幅が各ショット間でばらつくことが避けられなかった。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板の面内においてレジストパターンの線幅を均一にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光し且つ露光後に加熱処理した基板上のレジスト膜を現像処理する方法であって、前記加熱処理後の基板の処理状態を測定し、前記測定された基板の処理状態に基づいて、基板上のパターンのショットごとに現像条件を設定し、前記現像条件に基づいて、前記基板上のパターンのショットごとに霧状の現像液を供給する量及び現像時間を調整して、現像処理後のレジストパターンの線幅を調整し、前記基板への霧状の現像液の供給は、平面視における断面形状が基板上のパターンのショットより小さな現像液供給口が形成され、前記現像液供給口の外周部に排気口が形成された現像液ノズルにより行われることを特徴としている。
【００１３】
本発明者は、現像液を霧状にした状態で基板に供給することで、供給された現像液が基板上で移動することを防止できることを見出した。本発明は、この点に着目したものであり、本発明の現像処理装置によれば、基板の処理状態に基づいて所定の領域ごとに現像条件を設定し、現像条件に基づいて、各領域ごとに霧状の現像液を供給する量及び時間を調整するので、各領域ごとのレジストパターンの線幅を調整することができる。これにより、基板の面内において均一なレジストパターンの線幅を得ることができる。
【００１４】
前記基板の処理状態は、前記露光後に行われる加熱処理後のレジスト膜の膜厚であってもよい。また、前記基板の処理状態は、前記レジストパターンの線幅の調整を行う前に既に現像処理を終えている基板におけるレジストパターンの線幅であってもよい。
【００１５】
前記霧状の現像液は、液状の現像液に超音波を印加して生成されたものであってもよい。
【００２１】
別な観点による本発明は、基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光し且つ露光後に加熱処理した基板上のレジスト膜を現像処理する現像処理装置であって、前記加熱処理後の基板の処理状態を測定する測定部と、前記測定された基板の処理状態に基づいて、基板上のパターンのショットごとに現像条件を設定する条件設定部と、前記現像条件に基づいて、前記基板上のパターンのショットごとに、霧状の現像液を供給する現像液ノズルと、前記現像液を供給する量及び現像時間を調整して、現像処理後のレジストパターンの線幅を調整する供給制御部と、を有し、前記現像液ノズルは、平面視における断面形状が基板上のパターンのショットより小さな現像液供給口を備え、前記現像液供給口の外周部に排気口が形成されていることを特徴としている。
【００２２】
前記基板の処理状態は、前記露光後に行われる加熱処理後のレジスト膜の膜厚であってもよい。また、前記基板の処理状態は、前記レジストパターンの線幅の調整を行う前に既に現像処理を終えている基板におけるレジストパターンの線幅であってもよい。
【００２３】
液状の現像液に超音波を印加して霧状の現像液を生成する現像液霧化手段を有していてもよい。
【００２９】
また、別な観点による本発明によれば、前記現像処理方法を現像処理装置によって実行させるように、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
【００３０】
さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、基板の面内において均一な現像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施の形態にかかる現像処理装置を備えた塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す平面図である。
【図２】塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。
【図３】塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。
【図４】現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図５】現像処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図６】現像液ノズル近傍の構成の概略を示す断面図である。
【図７】ポストエクスポージャーベーキング前後のレジスト膜の膜厚差と現像処理後のレジストパターンの線幅との相関関係を表すグラフである。
【図８】現像ノズルから霧状の現像液を供給する様子を示す説明図である。
【図９】他の実施の形態にかかる現像ノズルの構成の概略を示す斜視図である。
【図１０】他の実施の形態にかかる現像ノズルの構成の概略を示す縦断面図である。
【図１１】他の実施の形態にかかる現像ノズルの構成の概略を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明にかかる現像処理装置を備えた塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す平面図である。図２及び図３は、塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す側面図である。
【００３４】
塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば外部との間で複数枚のウェハ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２と、フォトリソグラフィー処理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備えた処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４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５とを一体に接続した構成を有している。
【００３５】
カセットステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０には、複数、例えば４つのカセット載置板１１が設けられている。カセット載置板１１は、水平方向のＸ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板１１には、塗布現像処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。
【００３６】
カセットステーション２には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２０上を移動自在なウェハ搬送装置２１が設けられている。ウェハ搬送装置２１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板１１上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。
【００３７】
処理ステーション３には、各種装置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。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション３のインターフェイスステーション５側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。
【００３８】
例えば第１のブロックＧ１には、図３に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下、「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３１、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３２、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下、「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３３が下から順に重ねられている。
【００３９】
例えば現像処理装置３０とレジスト塗布装置３２は、それぞれ水平方向に３つ、上下方向に２層に並べて配置されている。また、例えば下部反射防止膜形成装置３１と上部反射防止膜形成装置３３は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、現像処理装置３０、下部反射防止膜形成装置３１、レジスト塗布装置３２及び上部反射防止膜形成装置３３の数や配置は、任意に選択できる。
【００４０】
例えば第２のブロックＧ２には、図２に示すようにウェハＷの熱処理を行う熱処理装置４０や、ウェハＷを疎水化処理するアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置４０は、ウェハＷを載置して加熱する熱板と、ウェハＷを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、熱処理装置４０、アドヒージョン装置４１及び周辺露光装置４２の数や配置は、任意に選択できる。
【００４１】
例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２と、測定部としての検査装置６３が下から順に設けられている。検査装置６３は、ウェハＷ上のレジスト膜の膜厚、現像処理後のレジストパターンの線幅や膜厚などを測定することができる。
【００４２】
図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばウェハ搬送装置７０が配置されている。
【００４３】
ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。
【００４４】
ウェハ搬送装置７０は、例えば図２に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウェハＷを搬送できる。
【００４５】
また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置８０が設けられている。
【００４６】
シャトル搬送装置８０は、例えばＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置８０は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、第３のブロックＧ３の受け渡し装置５２と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２との間でウェハＷを搬送できる。
【００４７】
図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置９０が設けられている。ウェハ搬送装置９０は、例えばＸ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置９０は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置にウェハＷを搬送できる。
【００４８】
インターフェイスステーション５には、ウェハ搬送装置１００と受け渡し装置１０１が設けられている。ウェハ搬送装置１００は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置１００は、例えば搬送アームにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置、受け渡し装置１０１及び露光装置４との間でウェハＷを搬送できる。
【００４９】
次に、上述の現像処理装置３０の構成について説明する。図４は、現像処理装置３０の構成の概略を示す縦断面の説明図であり、図５は、現像処理装置３０の構成の概略を示す横断面の説明図である。
【００５０】
現像処理装置３０は、図４に示すように内部を閉鎖可能な処理容器１２０を有している。処理容器１２０の側面には、図５に示すようにウェハＷの搬入出口１２１が形成され、搬入出口１２１には、開閉シャッタ１２２が設けられている。
【００５１】
処理容器１２０内の中央部には、図４に示すようにウェハＷを保持して回転させるスピンチャック１３０が設けられている。スピンチャック１３０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１３０上に吸着保持できる。
【００５２】
スピンチャック１３０は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構１３１を有し、そのチャック駆動機構１３１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構１３１には、シリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック１３０は上下動可能である。
【００５３】
スピンチャック１３０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１３２が設けられている。カップ１３２の下面には、回収した液体を排出する排出管１３３と、カップ１３２内の雰囲気を排気する排気管１３４が接続されている。
【００５４】
図５に示すようにカップ１３２のＸ方向負方向（図５の下方向）側には、Ｙ方向（図５の左右方向）に沿って延伸するレール１４０が形成されている。レール１４０は、例えばカップ１３２のＹ方向負方向（図５の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５の右方向）側の外方まで形成されている。レール１４０には、アーム１４１が取り付けられている。
【００５５】
アーム１４１には、図４及び図５に示すように基板に対して現像液を吐出する、現像液ノズル１４２が支持されている。現像液ノズル１４２には、現像液供給源１９０に連通する供給管１９１が接続されている。現像液供給源１９０内には、液状の現像液が貯留されている。現像液供給源１９０には、現像液に超音波を印加することで、液状の現像液を霧化して霧状の現像液を生成する、現像液霧化手段としての超音波ユニット１９２が設けられている。なお、超音波ユニット１９２は、霧状の現像液の粒径が、０．５μｍ〜２０μｍとなるように制御される。また、現像液供給源内の現像液の温度は、常温（２３℃）〜５０℃に保たれている。供給管１９１には、現像液の流れを制御するバルブ１９３が設けられている。
【００５６】
現像液ノズル１４２の先端には、現像液の供給口１４２ａが形成されている。この供給口１４２ａは、例えば図６に示すように、その断面形状が所定の大きさ、本実施の形態においては例えばウェハＷのパターンのショットＳより小さく形成されている。また、供給口１４２ａの外側には、排気装置（図示せず）に接続された排気口１４２ｂが供給口１４２ａに同心円状に設けられている。このため、供給口１４２ａから現像液を供給する際に排気口１４２ｂから排気を行うことで、現像液ノズル１４２ａから供給される霧状の現像液が、排気口１４２ｂの外側に拡散することを防止できる。
【００５７】
アーム１４１は、図５に示すノズル駆動部１４３により、レール１４０上を移動自在である。これにより、現像液ノズル１４２は、カップ１３２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１４４からカップ１３２内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をＸ方向方向（図５の上下方向）に移動できる。また、アーム１４１は、ノズル駆動部１４３によって昇降自在であり、現像液ノズル１４２の高さを調節できる。
【００５８】
また、レール１４０には、他のアーム１５０が取り付けられている。他のアーム１５０には、リンス液としての純水を供給する純水ノズル１５１が支持されている。純水ノズル１５１には、純水供給源２００に連通する供給管２０１が接続されている。供給管２０１には、純水の流れを制御するバルブ２０２が設けられている。
【００５９】
他のアーム１５０は、図５に示す、ノズル駆動部１５２によってレール１４０上を移動自在であり、純水ノズル１５１を、カップ１３２のＹ方向負方向側の外方に設けられた待機部１５３からカップ２２内のウェハＷの中心部上方まで移動させることができる。また、ノズル駆動部１５２によって、他のアーム１５０は昇降自在であり、純水ノズル１５１の高さを調節できる。
【００６０】
なお、以上の構成では、現像液を供給する現像液ノズル１４２と純水を供給する純水ノズル１５１が別々のアームに支持されていたが、同じアームに支持され、そのアームの移動の制御により、現像液ノズル１４２と純水ノズル１５１の移動と供給タイミングを制御してもよい。
【００６１】
以上の塗布現像処理システム１には、図１に示すように制御装置３００が設けられている。制御装置３００は、例えばコンピュータであり、図１に示すように、現像処理を実行する際の現像条件を設定する条件設定部３０１と、レジスト液の供給を制御する供給制御部３０２を備えている。
【００６２】
条件設定部３０１では、検査装置６３での基板の処理状態の検査結果に基づいて、現像条件が決定される。条件設定部３０１には、例えば図７に示すような、プリベーク後であって露光処理前のレジスト膜の膜厚とポストエクスポージャーベーキング後のレジスト膜の膜厚との間の膜厚差と、現像処理後のレジストパターンの線幅との相関関係が記憶されている。図７は、ポストエクスポージャーベーキングの前後で生じるレジスト膜の膜厚の変化量を横軸に、現像処理後のレジストパターンの線幅を縦軸に表している。本発明者は、ポストエクスポージャーベーキングの前後で生じるレジスト膜の膜厚の変化量と、現像処理後のレジストパターンの線幅との間に、相関関係があることを見出した。具体的には、図７に示すように、ポストエクスポージャーベーキングの前後における膜厚大きいほど、現像処理後のレジストパターンの線幅も小さくなることが確認されている。なお、図７の相関関係は、ポストエクスポージャーベーキングの前後で生じるレジスト膜の膜厚の変化量を測定し、ウェハＷの面内で現像条件と均一にして現像処理した場合のレジストパターンの線幅を、予め実施した予備試験により求めたものである。
【００６３】
また、条件設定部３０１には、現像液の供給量と現像時間、即ち現像条件と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶されている。この現像条件とレジストパターンの線幅との相関関係は、例えば図７に示すレジスト膜の膜厚の変化量を、例えば０．５ｎｍごとに変化させ、各膜厚の変化量ごとに現像条件を変化させた場合のレジストパターンの線幅を測定して得たものである。
【００６４】
そして、条件設定部３０１では、検査装置６３で測定されたレジスト膜の膜厚の情報、即ちプリベーク後であって露光処理前のレジスト膜の膜厚と、ポストエクスポージャーベーキング後のレジスト膜の膜厚とのデータに基づいて、ウェハＷ面内のレジストパターンの線幅を所望の値とするための現像条件を算出する。
【００６５】
供給制御部３０２には、検査装置６３で測定されたレジスト膜の膜厚の情報が入力され、ウェハＷ面内における膜厚の分布が位置情報として把握される。そして、供給制御部３０２では、この位置情報と条件設定部３０１で算出された現像条件に基づいて、ウェハＷ面内において均一なレジストパターンの線幅が得られるように、所定の領域ごと、本実施の形態においては例えばパターンのショットＳごとに、現像液ノズル１４２からのレジスト液の供給量及び供給時間が制御される。
【００６６】
また、制御装置３００には上述の条件設定部３０１、供給制御部３０２に加えてプログラム格納（図示せず）が設けられており、カセットステーション２、処理ステーション３、露光装置４、インターフェイスステーション５間のウェハＷの搬送や、処理ステーション３における駆動系の動作などを制御して、塗布現像処理システム１におけるウェハ処理を実行するプログラムが格納されている。なお、このプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御装置３００にインストールされたものであってもよい。
【００６７】
次に、以上のように構成された塗布現像処理システム１を用いて行われるウェハＷの処理方法について説明する。
【００６８】
先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが、カセットステーション２の所定のカセット載置板１１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２１によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション３の第３のブロックＧ３の例えば受け渡し装置５３に搬送される。
【００６９】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３１に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱され、温度調節され、その後第３のブロックＧ３の受け渡し装置５３に戻される。
【００７０】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって同じ第３のブロックＧ３の受け渡し装置５４に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２のアドヒージョン装置４１に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、温度調節される。
【００７１】
その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１のレジスト塗布装置３２に搬送され、回転中のウェハＷ上にレジスト液を塗布し、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。なお、レジスト液には、例えば化学増幅型のレジスト液が用いられる。
【００７２】
その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって検査装置６３に搬送され、検査装置６３でウェハＷの表面全面についてレジスト膜の膜厚が測定され、当該測定結果が制御装置３００に入力される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５５に搬送される。
【００７３】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１の上部反射防止膜形成装置３３に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。
【００７４】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５６に搬送される。
【００７５】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置９０によって受け渡し装置５２に搬送され、シャトル搬送装置８０によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６２に搬送される。
【００７６】
その後ウェハＷは、インターフェイスステーション５のウェハ搬送装置１００によって露光装置４に搬送され、露光処理される。
【００７７】
露光処理されたウェハＷは、ウェハ搬送装置１００によって露光装置４から第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０に搬送される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、ポストエクスポージャーベーキングが行われる。ポストエクスポージャーベーキングが終了したウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって検査装置６３に搬送される。検査装置６３では、ウェハＷの面内のレジスト膜の厚みが測定され、この測定結果は制御装置３００に入力される。
【００７８】
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１の現像処理装置３０に搬送され、現像処理される。なお、この現像処理装置におけるウェハＷの現像処理については、後述において詳しく説明する。
【００７９】
その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０に搬送され、その後カセットステーション２のウェハ搬送装置２１によって所定のカセット載置板１１のカセットＣに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。
【００８０】
次に、上述した現像処理装置３０においてウェハＷ上のレジスト膜を現像する一連の現像処理について説明する。
【００８１】
先ず、現像処理に先立って、現像液供給源１９０に設けられた超音波ユニット１９２を動作させ、現像液供給源１９０に粒径が０．５μｍ〜２０μｍの霧状の現像液を発生させる。
【００８２】
ついて、現像処理装置３０にウェハＷが搬入され、スピンチャック１３０に吸着保持される。次いで、アーム１４１により待機部１４４の現像液ノズル１４２が、ウェハＷの上方まで移動する。
【００８３】
その後、現像液ノズル１４２はウェハＷ上のパターンにおける１のショットの中心上方に移動し、ウェハＷと現像液ノズル１４２との間の距離が所定の値、本実施の形態においては、例えば０．１ｍｍ〜４０ｍｍとなるように調整される。
【００８４】
次いで、現像液ノズル１４２のウェハＷにおける位置情報と、現像液ノズル１４２の直下に位置するショットＳに対応するレジスト膜の膜厚情報とに基づいて、供給制御部３０２により、このショットＳに対応する現像条件で現像液ノズル１４２から霧状の現像液がウェハＷに対して供給される。なお、ウェハＷに現像液を供給するにあたり、当該ウェハＷの温度は例えば２３℃に予め温度調整されている。これにより、たとえば図８に示すように、霧状で供給された現像液Ｍが、ウェハＷで結露してウェハＷ上に薄い現像液の液膜Ｒが形成され、当該ショットＳの現像処理が行われる。る。この際、現像液Ｍが霧状で供給されることにより、現像液Ｍの液膜ＲがウェハＷ上で移動することがないので、このショットＳ以外の領域には現像液は拡散しない。そして、ウェハＷ面内の全面に対してこの現像処理が行われる。
【００８５】
その後、ウェハＷの全面について現像処理が完了したウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置３０から搬送される。そして、現像処理装置３０に新たにウェハＷが搬入され、一連の現像処理が繰り返し行われる。
【００８６】
以上の実施の形態によれば、ポストエクスポージャーベーキング前後におけるウェハＷ面内のレジスト膜の膜厚の変化量を測定し、この変化量に基づいてウェハ上のパターンのショットＳごとに現像条件の設定が行われる。そして、この現像条件に基づいて、ショットＳごとに霧状の現像液Ｍを供給する量及び時間を調整するので、各ショットＳごとにレジストパターンの線幅を調整することができる。これにより、ウェハＷの面内において均一なレジストパターンの線幅を得ることができる。
【００８７】
また、霧状のレ現像液Ｍを用いることで、従来のようにウェハＷの表面上に液膜を形成して現像処理を行う場合と比較して、格段に現像液の使用量を低減することができる。したがって、現像処理の費用を従来よりも大幅に低減することができる。
【００８８】
さらには、現像液ノズル１４２の供給口１４２ａの外側に排気口１４２ｂが設けられているので、現像液ノズル１４２の外部に霧状の現像液Ｍが飛散することがない。このため、現像液Ｍを供給する領域を厳密に制御することができる。また、検査装置６３で現像処理を行う直前のウェハＷの状態を検査し、当該検査結果を現像条件に反映するので、適切な現像条件を設定することができる。
【００８９】
なお、以上の実施の形態では、例えばウェハＷのパターンの個別のショットに対応した大きさの現像液ノズル１４２を用いていたが、現像液ノズル１４２に代えて、例えば図９に示すような細長形状の現像液ノズル３１０を用いてもよい。現像液ノズル３１０は、全体として細長の形状をし，その長さが，少なくともウェハＷの直径よりも大きい本体部３１０ａと、本体部３１０ａの下端に、当該本体部３１０ａの長さ方向にわたってウェハＷのパターンのショットに対応するピッチで形成された供給口３１０ｂを備えている。現像液ノズル３１０の本体部３１０ａの内部には、例えば図１０に示すように、各供給口３１０ｂに個別に連通する複数の流路３１０ｃが形成されている。各流路３１０ｃには、現像液供給源１９０に接続された複数の供給管３１１が連通して設けられ、各供給管３１１には、現像液の流れを制御するバルブ３１２がそれぞれ個別に設けられている。これにより、各供給口３１０ｂからの霧状の現像液Ｍの供給量及び時間を個別に調整できる。
【００９０】
かかる現像液ノズル３１０を用いることで、ウェハＷのパターンの複数のショットに対して並行して現像処理を行うことができるので、現像処理のスループットを向上させることができる。なお、現像液ノズル３１０においても、各供給口３１０ｂの外周に、それぞれ排気口を設けてもよい。
【００９１】
また、現像液ノズルとして、例えば図１１に示すように、円盤状の現像液ノズル３２０を用いてもよい。現像液ノズル３２０は、平面視においてウェハＷの全面を覆う大きさに形成された本体部３２０ａと、本体部３２０ａの下端であって、ウェハＷのパターンのショットＳに対応する位置に形成された供給口３２０ｂを備えている。
【００９２】
現像液ノズル３２０の本体部３２０ａの内部には、上述の現像液ノズル３１０と同様に、各供給口３２０ｂに個別に連通する複数の流路３２０ｃが形成される。流路３２０ｃには、現像液ノズル３１０と同様に、供給管３１１が個別に設けられる。かかる現像液ノズル３２０を用いることで、ウェハＷ上の全てのショットに対して並行して現像処理を行うことができるので、現像処理のスループットをさらに向上させることができる。なお、現像液ノズル３２０においても、各供給口３２０ｂの外周に、それぞれ排気口を設けてもよい。
【００９３】
なお、以上の実施の形態では、現像条件を決定するにあたり、図７に示す相関関係を用いたが、例えば検査装置６３において、現像処理後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、制御装置３００で次のウェハＷの現像処理の現像条件にフィードバックするようにしてもよい。
【００９４】
また、検査装置６３における検査対象は、実際の製品となるウェハＷではなく、検査用のダミーウェハであってもよい。
【００９５】
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想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。
本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外の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である場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、レジスト膜が形成された基板の現像処理を行う際に有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１    基板処理システム
２    カセットステーション
３    処理ステーション
４    露光装置
５    インターフェイスステーション
１０  カセット搬入部
１１  ウェハ搬送部
１２  カセット載置台
１３  載置板
２０  搬送路
２１  ウェハ搬送装置
３０  現像処理ユニット
３１  下部反射防止膜形成ユニット
３２  レジスト塗布ユニット
３３  上部反射防止膜形成ユニット
４０  熱処理ユニット
４１  アドヒージョンユニット
４２  周辺露光ユニット
６３  検査ユニット
７０  ウェハ搬送装置
８０  シャトル搬送装置
９０  ウェハ搬送装置
１００  ウェハ搬送装置
１２０  処理容器
１３０  スピンチャック
１３２  カップ
１４０  レール
１４１  アーム
１４２  現像液ノズル
１５０  他のアーム
１５１  純水ノズル
１９０  現像液供給源
１９２  超音波ユニット
２００  純水供給源
３００  制御装置
３０１  条件設定部
３０２  供給制御部
Ｗ    ウェハ
Ｄ    現像液
Ｌ    リンス液
【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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