(57)【要約】【課題】被処理基板の面内及び被処理基板間のレジストパターンの線幅を精度高く制御すること。【解決手段】複数のヒータにより複数の加熱領域を夫々独立して加熱制御できる熱板を備え、前記熱板により露光後、現像前の被処理基板を加熱する加熱ユニットと、レジスト液を塗布する前の被処理基板の前記各加熱領域に対応した領域に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、予め求められた、被処理基板の下地膜の光学的性質と、ヒータの加熱温度と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部と、前記光学測定ユニットにより測定された被処理基板の下地膜の光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各加熱領域毎に前記ヒータの加熱温度を演算し、演算された加熱温度に基づいて熱板の各加熱領域の温度を制御する制御手段と、を備えた塗布、現像装置を構成する【選択図】図９
2008053464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布し、露光された後の被処理基板を現像してレジストパターンを形成する塗布、現像装置において、
複数のヒータにより複数の加熱領域を夫々独立して加熱制御できる熱板を備え、前記熱板により露光後、現像前の被処理基板を加熱する加熱ユニットと、
レジスト液を塗布する前の被処理基板の前記各加熱領域に対応した領域に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、
予め求められた、被処理基板の下地膜の光学的性質と、ヒータの加熱温度と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部と、
前記光学測定ユニットにより測定された被処理基板の下地膜の光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各加熱領域毎に前記ヒータの加熱温度を演算し、演算された加熱温度に基づいて熱板の各加熱領域の温度を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。
【請求項２】
前記光学的性質は、反射率、屈折率、消衰係数のいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載の塗布、現像装置。
【請求項３】
被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する反り測定ユニットをさらに備え、前記制御部は、測定された反り量に基づいて各加熱領域における前記熱板の演算された加熱温度の補正値を演算し、当該補正値と、前記加熱温度とに基づいて熱板の各加熱領域の温度を制御することを特徴とする請求項１または２記載の塗布、現像装置。
【請求項４】
基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布し、次いで被処理基板を露光し、更に露光された後の被処理基板を現像してレジストパターンを形成するレジストパターン形成装置において、
被処理基板の面内を複数に区画した各領域毎に露光量を設定できる露光装置と、
レジスト膜形成前の被処理基板の前記複数の領域に対応した領域内に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、
予め求められた、光学的性質と、露光量と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部と、
前記光学測定ユニットにより測定された光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各領域毎に露光量を演算し、演算された露光量に基づいて前記露光装置の露光量を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするレジストパターン装置。
【請求項５】
前記光学的性質は、反射率、屈折率、消衰係数のいずれかを含むことを特徴とする請求項４記載のレジストパターン形成装置。
【請求項６】
被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する反り測定ユニットをさらに備え、前記制御部は、測定された反り量に基づいて各露光領域における前記露光装置の露光量を補正する露光補正量を演算し、当該露光補正量と、演算された前記露光量と基づいて、各露光領域の露光量を制御することを特徴とする請求項４または５記載のレジストパターン形成装置。
【請求項７】
露光された後の被処理基板を、複数のヒータにより複数の加熱領域を夫々独立して加熱制御できる熱板を用いてレジストパターンを形成する塗布、現像方法において、
被処理基板の前記各加熱領域に対応した領域に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する工程と、
前記光学的性質測定後に下地膜の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
レジスト膜が形成された被処理基板を露光する工程と、
被処理基板の下地膜に光を照射して得られる光学的性質と前記ヒータの加熱温度とレジストパターンの線幅との相関関係について予め取得したデータと、前記工程で測定された被処理基板の光学的性質と、レジストパターンの線幅の目標値とに基づいて、各加熱領域毎に加熱温度を演算する工程と、
演算された加熱温度に基づいて各加熱領域を加熱制御する工程と、
加熱された被処理基板を現像する工程と、
を備えたことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【請求項８】
被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する工程と、
測定された反り量に基づいて、演算された加熱温度を補正する補正温度を演算する工程と、をさらに含み、
被処理基板を加熱する工程は、前記加熱温度及び補正温度に基づいて行われることを特徴とする請求項７記載のレジストパターンの形成方法。
【請求項９】
被処理基板の下地膜の面内における複数の領域の各々に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する工程と、
前記光学的性質測定後に下地膜の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
被処理基板の下地膜に光を照射して得られる光学的性質と、露光装置の露光量と、レジストパターンの線幅との相関関係について予め取得したデータと、
前記工程で測定された被処理基板の光学的性質と、レジストパターンの線幅の目標値とに基づいて、各領域毎の露光量を演算する工程と、
演算された露光量に対応する露光量で被処理基板を露光する工程と、
露光処理された基板を加熱する工程と、
加熱された被処理基板を現像する工程と、
を備えたことを特徴とする、レジストパターンの形成方法。
【請求項１０】
被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する工程と、
測定された反り量に基づいて、演算された露光量を補正する露光補正量を演算する工程と、をさらに含み、
被処理基板を露光する工程は、前記露光量及び露光補正量に基づいて行われることを特徴とする請求項９記載のレジストパターンの形成方法。
【請求項１１】
基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布してレジストパターンを形成するための装置に使用され、
コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項７ないし１０のいずれか一に記載の塗布、現像方法あるいはレジストパターンの形成方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する塗布ユニットと、露光された後の被処理基板を現像してレジストパターンを形成する現像ユニットと、を備えた塗布、現像装置と、前記塗布ユニット及び現像ユニットに加えてさらにレジスト塗布後の被処理基板を露光する露光装置を備えたレジストパターン形成装置、塗布、現像方法、レジストパターンの形成方法及びこれらの方法を実施するためのコンピュータプログラムを含んだ記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、例えば半導体ウエハ（以下ウエハとする）の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を所定のパターンで露光した後に、現像してレジストパターンを作成している。このような処理は、一般にレジストの塗布、現像を行う塗布、現像装置に、露光装置を接続したレジストパターン形成装置を用いて行われる。
【０００３】
前記ウエハは、例えばシリコンの基板（ベアシリコン）上に、当該ウエハに配線を形成するためのＳｉＯ2膜やＳｉＮ膜などの各種の膜及び露光時にこれら各種の膜の光反射によるレジストパターンへの影響を抑える反射防止膜からなる下地膜が積層された構成になっている。前記配線を形成する各種の膜は、ウエハが塗布、現像装置に搬入されるまでに形成され、塗布、現像装置においては、その配線を形成する膜の表面に前記反射防止膜、レジスト膜が下から上に向けてこの順に形成される。
【０００４】
レジスト膜が形成されたウエハは、露光装置において露光処理を受けた後、塗布、現像装置内の加熱ユニットに搬送され、ＰＥＢ（ポスト  エクスポージャ  ベーキング）と呼ばれる加熱処理を受けて、レジスト膜において露光時に受けた定在波の影響が除かれることにより、レジストパターンの形状が整えられる。ＰＥＢ処理後にウエハは現像ユニットに搬送され、現像処理により露光された部分に対応する箇所あるいは露光されなかった部分に対応する箇所が除去されてレジストパターンが形成される。
【０００５】
上述のＰＥＢにおけるウエハの加熱温度及び露光処理におけるウエハの露光量は、形成されるレジストパターンの寸法に大きく影響を与える。なお化学増幅型のレジストを用いてレジスト膜を形成した場合は、露光処理によりレジスト膜の表面に酸触媒が生成し、その酸触媒がこのＰＥＢによりレジスト内部に広く拡散し、現像処理に影響を与えるため、ＰＥＢの加熱温度がパターンの寸法に、より大きく影響を与える。
【０００６】
ところで半導体製品を小型化する要請からレジストパターンを微細化する要求が年々、高まっており、レジストパターンの寸法（ＣＤ）を精度高く制御することが要求されている。パターンを制御するにあたり、下地膜を形成せずに、夫々平坦で均一な各シリコン基板上に直接レジスト膜を成膜したテストウエハを用いて塗布、現像装置の各部の処理環境を調整する場合があるが、このテストウエハにおいて良好なパターンの寸法制御がなされていても、前記シリコン基板上に下地膜が形成されたウエハを塗布、現像装置に搬入して製品を製造する場合にはウエハの面内の各領域において、夫々パターンの寸法（線幅）がばらつく場合がある。
【０００７】
このようなばらつきの発生状況からパターンの寸法のばらつきには下地膜において例えば膜厚や密度などが関与していると考えられている。つまりウエハの面内の各領域において下地膜の膜質が夫々異なるため、各領域が加熱処理及び露光処理により受ける影響が均一とはならず、従ってパターンの寸法にばらつきが発生するものと考えられ、その膜厚や密度などの膜質のばらつきは、膜質がばらついている膜に光を照射した際に夫々異なる反応を示すことから光学的性質のばらつきとして表すことができる。ここでいう光学的性質とは反射率及び光学定数であり、前記光学定数を構成するファクターとしては屈折率（ｎ）及び消衰係数（ｋ）が含まれる。
【０００８】
既述のように通常、下地膜は何層にも積み重なった膜により構成され、多くのプロセスを経過して形成されており、その各プロセスにおけるばらつきが微細なものであっても、下地膜が形成されたときにはそのばらつきが積み重なった結果として、大きな光学的性質のばらつきとして現れる場合があり、従ってこの下地膜の光学的性質のばらつきの具合を予想したり、抑えたりすることが難しい場合がある。
【０００９】
現在は、スループットを向上させるためにウエハの大型化が進んでいるが、ウエハが大型化すればウエハの面内で既述の下地膜の光学的性質のばらつきが発生しやすくなり、その結果としてこのような下地膜のばらつきによるＣＤのばらつきが増えることにより、歩留まりが低下するおそれがある。
【００１０】
また各ウエハは、下地膜が形成される間に様々な処理を受けることにより、反りが発生する場合がある。この反りもウエハが大型化することにより発生しやすくなり、また面内の各領域における反り量のばらつきも大きくなるおそれがある。この反りによってＰＥＢの際にウエハの面内の各領域ごとに加熱される温度が異なったり、露光時に光源からの距離が夫々異なり、ウエハの面内の各領域ごとに照射される露光ビームのエネルギーが異なったりすることによってパターンの寸法がさらに面内の各領域でばらつくおそれがある。
【００１１】
なお特許文献１には下地膜の光学的性質に基づき、加熱処理条件、露光処理条件を変更してレジストパターンを制御する方法について記載されているが、上述のような面内で起きるパターンのばらつきを解決できるものではない。
【特許文献１】特開２００１−３３２４９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト膜を形成してレジストパターンを形成するにあたり、被処理基板の面内及び被処理基板間のレジストパターンの線幅を精度高く制御することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の塗布、現像装置は、基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布し、露光された後の被処理基板を現像してレジストパターンを形成する塗布、現像装置において、
複数のヒータにより複数の加熱領域を夫々独立して加熱制御できる熱板を備え、前記熱板により露光後、現像前の被処理基板を加熱する加熱ユニットと、
レジスト液を塗布する前の被処理基板の前記各加熱領域に対応した領域に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、
予め求められた、被処理基板の下地膜の光学的性質と、ヒータの加熱温度と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部と、
前記光学測定ユニットにより測定された被処理基板の下地膜の光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各加熱領域毎に前記ヒータの加熱温度を演算し、演算された加熱温度に基づいて熱板の各加熱領域の温度を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１４】
前記装置において、例えば被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する反り測定ユニットをさらに備え、前記制御部は、測定された反り量に基づいて各加熱領域における前記熱板の演算された加熱温度の補正値を演算し、当該補正値と、前記加熱温度とに基づいて熱板の各加熱領域の温度を制御する。
【００１５】
本発明のレジストパターン形成装置は、基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布し、次いで被処理基板を露光し、更に露光された後の被処理基板を現像してレジストパターンを形成するレジストパターン形成装置において、
被処理基板の面内を複数に区画した各領域毎に露光量を設定できる露光装置と、
レジスト膜形成前の被処理基板の前記複数の領域に対応した領域内に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、
予め求められた、光学的性質と、露光量と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部と、
前記光学測定ユニットにより測定された光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各領域毎に露光量を演算し、演算された露光量に基づいて前記露光装置の露光量を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
前記装置において例えば、被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する反り測定ユニットをさらに備え、前記制御部は、測定された反り量に基づいて各露光領域における前記露光装置の露光量を補正する露光補正量を演算し、当該露光補正量と、演算された前記露光量と基づいて、各露光領域の露光量を制御する。      
【００１７】
本発明の塗布、現像方法は、  露光された後の被処理基板を、複数のヒータにより複数の加熱領域を夫々独立して加熱制御できる熱板を用いてレジストパターンを形成する塗布、現像方法において、
被処理基板の前記各加熱領域に対応した領域に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する工程と、
前記光学的性質測定後に下地膜の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
レジスト膜が形成された被処理基板を露光する工程と、
被処理基板の下地膜に光を照射して得られる光学的性質と前記ヒータの加熱温度とレジストパターンの線幅との相関関係について予め取得したデータと、前記工程で測定された被処理基板の光学的性質と、レジストパターンの線幅の目標値とに基づいて、各加熱領域毎に加熱温度を演算する工程と、
演算された加熱温度に基づいて各加熱領域を加熱制御する工程と、
加熱された被処理基板を現像する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この方法においては例えば被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する工程と、
測定された反り量に基づいて、演算された加熱温度を補正する補正温度を演算する工程と、をさらに含み、
被処理基板を加熱する工程は、前記加熱温度及び補正温度に基づいて行われる。
【００１９】
本発明のレジストパターンの形成方法は、
被処理基板の下地膜の面内における複数の領域の各々に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する工程と、
前記光学的性質測定後に下地膜の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
被処理基板の下地膜に光を照射して得られる光学的性質と、露光装置の露光量と、レジストパターンの線幅との相関関係について予め取得したデータと、
前記工程で測定された被処理基板の光学的性質と、レジストパターンの線幅の目標値とに基づいて、各領域毎の露光量を演算する工程と、
演算された露光量に対応する露光量で被処理基板を露光する工程と、
露光処理された基板を加熱する工程と、
加熱された被処理基板を現像する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この方法においては例えば、被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する工程と、
測定された反り量に基づいて、演算された露光量を補正する露光補正量を演算する工程と、をさらに含み、
被処理基板を露光する工程は、前記露光量及び露光補正量に基づいて行われ、
【００２１】
本発明の記憶媒体は、例えば基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布してレジストパターンを形成するための装置に使用され、
コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、既述のレジストパターンの形成方法または塗布、現像方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の塗布、現像装置は、複数の加熱領域に区画され、各加熱領域毎に露光後、現像前の被処理基板を加熱するヒータを備えた加熱ユニットと、レジスト膜形成前の被処理基板の下地膜の面内及び被処理基板間において前記加熱領域に対応する複数の測定領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、予め求められた、光学的性質と熱板の温度とレジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部とを備えており、制御手段が、前記光学測定ユニットにより測定された光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて、各加熱領域毎に熱板の各加熱領域の温度を制御する。このような構成とすることで被処理基板の面内における下地膜の光学的性質のばらつきにより、前記測定領域毎にレジストパターンの線幅がばらつくことを抑えることができるため、被処理基板の面内及び被処理基板間におけるレジストパターンの線幅を精度高く制御することができる。従って被処理基板から製造される製品の歩留まりの低下を抑えることができる。
【００２３】
また本発明のレジストパターン形成装置は、既述の光学測定ユニット及び加熱ユニットを備え、予め求められた、光学的性質と、熱板の温度と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部を備えた制御部が、前記光学測定ユニットにより測定された光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各加熱領域毎に熱板の各加熱領域の温度を制御するため、既述の本発明の塗布、現像装置と同様に、光学的性質の測定領域毎にレジストパターンの線幅がばらつくことを抑えることができるため、被処理基板の面内及び被処理基板間におけるレジストパターンの線幅を精度高く制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
最初にこの実施の形態の概要を説明する。この実施の形態は、例えばシリコン基板上に下地膜が形成された被処理基板について、下地膜上にレジスト膜が形成される前に下地膜の面内の各所定領域の光学的性質として屈折率を測定し、またその各領域の被処理基板の反り量を測定する。そして形成されるレジストパターンの寸法が目標値となるように、露光後、現像前のウエハＷについて、測定された各領域の屈折率及びウエハＷの反り量に基づいて、各領域ごとに加熱温度を制御しようとするものである。
【００２５】
本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置に露光装置を接続したレジストパターン形成装置について説明する。図１、図２は夫々前記塗布、現像装置の概略平面図、全体斜視図である。図中Ｂ１は塗布、現像装置のキャリアブロックであり、被処理基板例えばウエハＷが例えば１３枚密閉収納されたキャリアＣ１を搬入出するための載置部１０ａを備えたキャリアステーション１０と、このキャリアステーション１０から見て前方の壁面に設けられる開閉部２１と、開閉部２１を介してキャリアＣ１からウエハＷを取り出すための受け渡し手段Ａ１とが設けられている。
【００２６】
なおキャリアＣ１に収納されて塗布、現像装置に搬入されるウエハＷは、例えば平坦で均一なシリコン基板（ベアシリコン）上にＳｉＯ（酸化シリコン）、ＳｉＮ（窒化シリコン）などからなる多数の膜が積層された構造になっており、この塗布、現像装置において成膜されるレジスト膜と、シリコン基板との間におけるこれらの各種の膜や塗布、現像装置において成膜される反射防止膜を合わせて下地膜と称する。
【００２７】
キャリアブロックＢ１の奥側には筐体２１にて周囲を囲まれる処理ブロックＢ２が接続されており、この処理ブロックＢ２には手前側から順に多段化した加熱・冷却系のユニットを含む棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３及び液処理ユニットＵ４，Ｕ５の各ユニット間のウエハＷの受け渡しを行う主搬送手段Ａ２，Ａ３とが交互に配列して設けられている。また主搬送手段Ａ２，Ａ３は、キャリアブロックＢ１から見て前後方向に配置される棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３側に一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットＵ４，Ｕ５側の一面側と、左側の一面側をなす背面部とで構成される区画壁２３により囲まれる空間内に置かれている。また図中２４，２５は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
【００２８】
液処理ユニットＵ４は、例えば図２に示すようにレジスト液や反射防止膜を形成するための薬液などを収納する薬液収納部の上に反射防止膜形成用の塗布ユニット（ＢＡＲＣ）（以下「反射防止膜形成ユニット（ＢＡＲＣ）」という）２６が２段、レジスト膜形成用の塗布ユニット（ＣＯＴ）（以下「レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）」という）２７が３段、上から下に向かってこの順に積層されて構成されている。液処理ユニットＵ５は、現像液などを収納する薬液収納部の上に、現像ユニット（ＤＥＶ）が５段に積層されて構成されている。反射防止膜形成ユニット２６、レジスト塗布ユニット２７、現像ユニット２８は反射防止膜形成用の薬液、レジスト液、現像液を夫々ウエハＷ表面に供給するノズルを備えている。
【００２９】
既述の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は、液処理ユニットＵ４，Ｕ５にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段に積層した構成とされており、レジスト液を塗布する前にウエハＷ表面全体に疎水化処理を行う疎水化処理ユニット、ＰＡＢと呼ばれるレジスト塗布後のウエハＷを加熱（ベーク）する加熱ユニット、背景技術の欄で説明したＰＥＢを行う加熱ユニット４、現像後のウエハＷを加熱するＰＯＳＴと呼ばれる加熱ユニット及びウエハＷを冷却する冷却ユニット等を含んでいる。ＰＥＢを行う加熱ユニット４の構成は後述する。
【００３０】
また棚ユニットＵ１には、キャリアブロックＢ１と処理ブロックＢ２との間でウエハＷを受け渡すための受け渡しステージ（ＴＲＳ）が、棚ユニットＵ３には、処理ブロックＢ２とインターフェイスブロックＢ３との間でウエハＷの受け渡しを行うための受け渡しステージ（ＴＲＳ）が夫々含まれている。なお、例えば棚ユニットＵ１とＵ２との間には主搬送機構Ａ２がアクセスできる位置に反射防止膜が形成されたウエハＷが搬入され、下地膜の光学的性質として屈折率を測定する光学的測定ユニットである屈折率測定ユニット５が設けられている。屈折率測定ユニット５については後述する。
【００３１】
処理ブロックＢ２における棚ユニットＵ３の奥側には、インターフェイスブロックＢ３を介して露光装置Ｂ４が接続されている。図３も参照しながらインターフェイスブロックＢ３の構成について説明する。インターフェイスブロックＢ３は、処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４との間に前後に設けられる第１の搬送室３Ａ、第２の搬送室３Ｂにより構成されており、夫々に搬送手段３１Ａ、搬送手段３１Ｂが設けられている。第１の搬送室３ＡにはウエハＷの反りを測定する反り測定ユニット６、搬送手段３１Ａと搬送手段３１Ｂとの間でウエハＷを受け渡すための受け渡しステージＴＲＳ３２、露光するウエハＷを温調する高精度温調ユニット３３及び搬送状況に応じてウエハＷを一時的に退避させるバッファカセット３４が設けられている。
【００３２】
また露光装置Ｂ４にはインターフェイス部Ｂ３の搬送手段３１Ｂとの間で受け渡しを行うステージ３５，３６が設けられ、ステージ３５には露光処理前のウエハＷが、ステージ３６には露光処理後のウエハＷが夫々載置される。
【００３３】
続いて棚ユニットＵ１〜Ｕ３に設けられた、ＰＥＢを行う加熱ユニット４の構成について図４を参照しながら説明する。図４（ａ），（ｂ）は夫々加熱ユニット４の横断平面図、縦断側面図である。加熱ユニット４は筺体４１を備え、筺体４１内のステージ４２上には円形の熱板４３及び冷却プレート４４が設けられている。冷却プレート４４は図中左右方向に移動し、載置されたウエハを冷却する。筺体４１の側壁にはシャッタ４５により開閉自在な搬送口４６が設けられ、搬送口４６を介して筺体４１内に進入した主搬送手段Ａ２，Ａ３と冷却プレート４４との間でウエハＷが受け渡される。図中４７，４８は昇降自在な３本のピン（図では２本のみ記載）であり、ピン４７は冷却プレート４４と主搬送手段Ａ２，Ａ３との間で、ピン４８は冷却プレート４７と熱板４３との間で夫々ウエハＷの受け渡しを行う。図中４６ａは冷却プレート４４に設けられた、ピン４７，４８が通過するためのスリット、４３ａは熱板４３に設けられた、ピン４８が通過するための孔である。
【００３４】
図５は熱板４３の上面図であり、熱板４３は例えば中央の円板状の領域Ｒ１と、領域Ｒ１を囲み、領域Ｒ１の周囲を周方向に等分割された、扇状の領域Ｒ２〜Ｒ５とに区画され、各領域Ｒ１〜Ｒ５には各領域の形状に対応するヒータ４０ａ〜４０ｅが埋め込まれている。各ヒータ４０ａ〜４０ｅは、コントローラ４９を介して後述の制御部７に接続されている。制御部７から送信された制御信号を受けてコントローラ４９が、ヒータ４０ａ〜４０ｅに各々独立して電力を供給し、ヒータ４０ａ〜４０ｅが夫々所定の温度に制御されることにより、図６に示すように熱板４３に載置されたウエハＷにおいて熱板４３の領域Ｒ１〜Ｒ５に夫々対応する、鎖線で示した各領域Ｐ１〜Ｐ５が、ヒータ４０ａ〜４０ｅの温度に対応する温度に夫々加熱される。
【００３５】
続いて図７を用いて屈折率測定ユニット５について説明する。屈折率測定ユニット５は、筺体５１を備え、筺体５１内にはウエハＷを載置するためのステージ５２が設けられており、ステージ５２は主搬送手段Ａ２，Ａ３と筺体５１の側壁に設けられた搬送口５３を介してウエハＷの受け渡しを行う。ステージ５２の下方には当該ステージ５２を鉛直軸周りに回転させる回転駆動部５４が設けられ、回転駆動部５４はＸＹ駆動部５５上に設けられており、ＸＹ駆動部５５は回転駆動部５４と共にステージ５２を紙面の表裏方向及び左右方向に移動させる。
【００３６】
ステージ５２の上方には当該ステージ５２に載置されたウエハＷに光を照射する光照射部５６が設けられており、光照射部５６は例えばレーザー光源５６ａ、偏光子５６ｂ、補正板５６ｃなどを備えている。またステージ５２上には光照射部５６からウエハＷの下地膜に照射され、下地膜から反射した光を受光する受光部５７が設けられている。受光部５７は検光子５７ａ、光検出器５７ｂなどを備えている。
【００３７】
制御部７によりＸＹステージ５５、回転駆動部５４及び光照射部５６の動作が制御され、例えばウエハＷの面内の各領域Ｐ１〜Ｐ５に光照射部５６が順次、光を照射する。受光部５７は、照射された光の反射光を検出し、その検出した反射光に対応する制御信号を制御部７に送信し、制御部７は、その制御信号に基づき反射光の位相、振幅などを検出することによりウエハＷの各領域Ｐ１〜Ｐ５における下地膜の屈折率を演算する。
【００３８】
次に反り測定ユニット６について説明する。図８（ａ）は反り測定ユニット６の縦断正面図であり、この図に示すように反り測定ユニット６は筺体６１を備え、筺体６１内にはウエハＷを載置する円形のステージ６２が設けられている。ステージ６２表面にはウエハＷの裏面を支持する複数のピン６３が設けられている。
【００３９】
図８（ｂ）は筺体６１内の各部の構成を示した斜視図である。図中６４はステージ６２を厚さ方向に貫く孔であり、搬送手段３１Ａが筺体６１の側壁に設けられた搬送口６５を介して筺体６１内に進入し、ウエハＷをステージ６２に載置する際にステージ６２とウエハＷとの間にエアが溜まり、ウエハＷがステージ６２上をすべることを防ぐ役割を有する。ステージ６２の周縁部には搬送手段３１Ａの形状に対応するように切欠き６２ａが設けられている。ステージ６２は、その下部に設けられた駆動機構６６を介して鉛直軸周りに回転自在、昇降自在に構成されている。
【００４０】
ステージ６２の中心部上方、周縁部上方には夫々支持部材６７に支持された状態でレーザー変位計６８，６９が設けられている。例えばステージ３２が回転する間にこれらのレーザー変位計６８，６９はステージ６２に載置されたウエハＷの中央部、周縁部にレーザーを照射すると共にその反射光を受光して、当該レーザー変位計６８，６９からウエハＷの中央部、周縁部までの距離を夫々測定し、測定された距離に対応する制御信号を制御部７に送信する。制御部７は送信された制御信号に基づき、ウエハＷの各領域Ｐ１〜Ｐ５の反り量を夫々演算する。
【００４１】
続いて制御部７の構成について図９を参照しながら説明する。制御部７はデータバス７１を備え、データバス７１には各種の演算を行うＣＰＵ７２及びプログラム格納部７３が接続されている。プログラム格納部７３には後述するような塗布、現像装置の作用、つまり各加熱ユニット及び冷却ユニットにおけるウエハＷの温度調節、ウエハＷへの各膜の成膜処理、各ユニット間におけるウエハＷの受け渡し、下地膜の屈折率やウエハＷの反りの測定などが実施されるように命令が組まれた例えばソフトウエアからなるプログラム７４が格納される。
【００４２】
プログラム７４がプログラム格納部７３に格納され、制御部７に読み出されることにより、当該制御部７は塗布、現像装置の各部に制御信号を送信し、この塗布、現像装置の作用を制御する。なおこのプログラム７４は、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部７３に格納される。
【００４３】
また、データバス７１には記憶部７５が接続されている。この記憶部には、レジストパターンの寸法（ＣＤ）と屈折率との相関関係７６、ヒータの温度とＣＤとの相関関係及び反り量とヒータの温度補正量との相関関係７７が記憶されており、さらにレジストパターンの寸法（ＣＤ）の目標値が、例えば外部の入力手段から入力され、先に入力した目標値に上書きされて記憶されるようになっている。なお、相関関係７６，７７は例えば熱板４３の中央のヒータ４０ａについての関係を示したものであり、図示はしていないが例えば他のヒータ４０ｂ〜４０ｅについても相関関係７６，７７に類似した、これらとは微妙に異なる相関関係が記憶されている。
【００４４】
レジストパターンの寸法（ＣＤ）と屈折率との相関関係７６は、例えば図１０（ａ）に示すグラフとして記憶されており、このグラフ中の直線ｋ１は、下地膜を設けたウエハＷについてヒータ４０ａの温度をＣＤの目標値に対応する温度に設定して、一連のレジストパターン形成工程を行い、各下地膜の屈折率と形成されたＣＤとの関係とを図に示すようにプロットしたものに基づいて作成されたものである。なお、前記ＣＤの測定は、例えば塗布、現像装置の外部に設けられた線幅測定ユニットを用いて行っている。
【００４５】
またヒータ４０ａの温度とＣＤとの相関関係７７は、例えば図１０（ｂ）に示すグラフとして記憶されている。このグラフ中の直線ｋ２は、例えばシリコン基板に均一にレジストを塗布したウエハについて、ヒータ４０ａの温度を変化させてＰＥＢを行い、レジストパターンを形成することで得られた図中のプロットに基づいて作成されたものである。このようにシリコン基板上にレジストパターンを直接形成することで、下地膜の影響を受けずに形成されるＣＤと、加熱温度との相関関係を求めている。
【００４６】
つまり図１０（ｂ）のグラフは、下地膜のばらつきがない場合のヒータ４０ａ温度と形成されるパターンの線幅との関係を示したものであり、図１０（ａ）のグラフは下地膜のばらつきが発生したときのＣＤの変動を補償しようとするものである。従って実際にＣＤの目標値を決めたときに、その目標値を得るには図１０（ｂ）よりこの目標ＣＤに対応する加熱温度を選択すればよく、屈折率の変化に対応する分だけその温度を補正すればよい。特許請求の範囲における加熱温度は、その選択した加熱温度に温度補正分、後述の言葉でいうオフセット予定量を加えた温度である。
【００４７】
グラフ７６，７７に示すようにパターンのＣＤは屈折率及びヒータの温度に依存しており、例えば直線Ｘ、Ｙの関係式を夫々ｆ、ｇとし、また屈折率をｘ、ＣＤをｙ、ヒータ温度をｚとして夫々表すと、図１０（ａ）からはｙ＝ｆ（ｘ）、図１０（ｂ）からはｚ＝ｇ（ｙ）＝ｇ[ｆ（ｘ）]という関係式として表すことができる。新たなレジストパターンの寸法の目標値が入力され、その目標値が記憶部７５に記憶されると、制御部７はその関係式より、その目標値に対応する屈折率の基準値及び各ヒータ４０ａ〜４０ｅの加熱温度の基準値を演算する。なお既述のようにヒータ毎に異なるＣＤと、そのヒータの温度と、屈折率との相関関係が記憶されているため各ヒータの基準値は、ヒータ毎に微妙に異なっている。
【００４８】
ヒータ４０ａの加熱温度の基準値、そのヒータ４０ａの基準値に対応する屈折率の基準値を夫々α、βで表すものとし、例えばウエハＷの各領域Ｐ１において既述のように実際に測定された屈折率がその基準値αからΔαだけずれていたとすると、制御部７は、各領域ごとにその屈折率のずれΔαに対する加熱温度のオフセット予定量としてｇ[ｆ（Δα）]を演算する。
【００４９】
またウエハＷの各領域Ｐ１において既述のように反りが検出された場合、制御部７は、この反り量と、記憶部７に記憶された反り量とヒータ４０の補正温度との相関関係から前記屈折率のずれに基づいて演算されたオフセット予定量ｇ[ｆ（Δα）]を補正するための補正温度を演算する。反り量をγ、この反り量γから演算された補正温度をｈ（γ）で夫々表すものとすると、制御部７は、例えば前記加熱温度の基準値βに対してｇ[ｆ（Δα）]＋ｈ（γ）のオフセットをかけてヒータ４０ａを夫々加熱することにより、ウエハＷの加熱（ＰＥＢ）処理を行う。なお領域Ｐ１において反りが検出されない場合には、オフセット予定量であるｇ[ｆ（Δα）]が、オフセットとして前記基準値βにかけられる。なおヒータ４０ａについて説明してきたが、他のヒータ４０ｂ〜４０ｅについてもこのヒータ４０ａと同様に演算が行われ、オフセットが設定される。
【００５０】
続いて、上述の塗布、現像装置の作用について図１１を参照しながら説明する。図１１はウエハＷ表面に下地膜を形成してから現像処理を行うまでの工程を示したフローチャートである。先ずレジストパターンの寸法の目標値をオペレータが入力する。入力され、記憶部７５に記憶された前記目標値に基づいて制御部７がそれに対応する屈折率の基準値及び加熱ユニット４の各ヒータ４０ａ〜４０ｅの加熱温度の基準値を演算する。
【００５１】
続いて外部からウエハＷの収納されたキャリアＣ１が搬入され、載置台１０ａに載置されると、開閉部１１が開くと共にキャリアＣ１の蓋体が外されて受け渡し手段Ａ１によりウエハＷが取り出される。そしてウエハＷは棚ユニットＵ１の一段をなす受け渡しステージ（ＴＲＳ）を介して主搬送手段Ａ２へと受け渡される。
【００５２】
主搬送手段Ａ２はウエハＷを反射防止膜形成ユニット２６に搬送し、このユニット２６においてウエハＷの表面全体に材料供給ノズルから反射防止膜の原料が塗布され、その後ウエハＷは主搬送手段Ａ２により棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する加熱ユニットに搬送され、加熱処理を受けて反射防止膜が形成される（ステップＳ１）。
【００５３】
然る後ウエハＷは、主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する冷却ユニット→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する疎水化処理ユニット→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する冷却ユニット→主搬送手段Ａ２の順に搬送された後、前記主搬送手段Ａ２により屈折率測定ユニット５に搬入され、そのステージ５２に載置される。
【００５４】
ウエハＷを載置したステージ５２は回転駆動部５４及びＸＹ駆動部５５を介して、所定の位置に移動し、光照射部５６が例えば先ずウエハＷの面内の領域Ｐ１の下地膜に光を照射して、受光部５７が下地膜から反射した光を受光すると、制御部７がその受光した反射光に基づき領域Ｐ１の下地膜の屈折率を演算する。その後、回転駆動部５４及びＸＹ駆動部５５を介して順次ウエハＷは所定の位置に移動し、領域Ｐ１の屈折率を測定した場合と同様に、光照射部５６がウエハＷの領域Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に光を照射し、制御部７が反射光に基づいてこれらの各領域の屈折率を夫々演算する（ステップＳ２）。
【００５５】
ウエハＷの各領域Ｐ１〜Ｐ５の屈折率が測定された後、ウエハＷは主搬送手段Ａ２を介してレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）２７に搬送され、反射防止膜の表面にレジスト液が塗布される（ステップＳ３）。レジスト液の乾燥後、ウエハＷは、主搬送手段Ａ２（Ａ３）により棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の加熱ユニットに搬送され、所定の温度で加熱され（ＰＡＢ）、レジスト膜が成膜される（ステップＳ４）。
【００５６】
レジスト膜が成膜された後、ウエハＷは主搬送手段Ａ２（Ａ３）→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の冷却ユニット→主搬送手段Ａ３→棚ユニットＵ３の受け渡しユニット（ＴＲＳ）→インターフェイスブロックＢ３の搬送手段３１Ａの順に搬送され、搬送手段３１Ａにより反り測定ユニット６に搬送され、ステージ６２に載置される。然る後、レーザー変位計６８，６９からレーザーがウエハＷの中心部、及び周縁部に照射されると共にステージ６２が回転し、これらレーザー変位計６８，６９がウエハＷからの反射光を受光して、制御部７がその反射光に基づいてウエハＷの各領域Ｐ１〜Ｐ５の反り量を夫々演算する（ステップＳ５）。
【００５７】
反り量の測定を終えたウエハＷは搬送手段３１Ａによりバッファカセット３４に一時退避された後、搬送手段３１Ａ→高精度温調ユニット３３→搬送手段３１Ａ→受け渡しステージＴＲＳ３２→搬送手段３１Ｂ→露光装置Ｓ４のステージ３５に受け渡され、その後、露光装置Ｓ４により露光処理を受ける（ステップＳ６）。
【００５８】
露光処理を受けたウエハＷはステージ３６に載置され、その後、搬送手段３１Ｂ→受け渡しステージＴＲＳ３２→搬送手段３１Ａ→処理ブロックＢ２の棚ユニットＵ３の受け渡しステージ→主搬送手段Ａ３の順に搬送され、主搬送手段Ａ３は、棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚を構成する加熱ユニット４の冷却プレート４４にウエハＷを受け渡す。
【００５９】
例えばこのとき、制御部７は、ウエハＷの領域Ｐ１において測定された屈折率（α１とする）と、先にレジストパターンの寸法（ＣＤ）の目標値に基づき演算した屈折率の基準値（α）と、記憶部７５に記憶されたＣＤと屈折率との相関関係７６及び記憶部７５に記憶された加熱ユニット４のヒータ４０の温度とＣＤとの相関関係７７に基づいて、屈折率のずれα−α１（前記Δα）に対応するヒータ４０ａのオフセット予定量（Δβとして表す）を演算する。
【００６０】
図１２を用いてこのオフセット予定量が演算される様子を具体的に説明する。制御部７は、図１２（ａ）に示すように屈折率測定ユニット５から取り込んだ屈折率α１について、相関関係７７のグラフの直線ｋ１から、そのα１に対応するＣＤの値（ＣＤ１とする）を求める。続いて制御部７は、このＣＤ１を図１２（ｂ）のグラフの横軸にプロットし、プロットした横軸の値に対応する縦軸の値β１を読み出す。さらに制御部７は演算式（β−β１）を実行し、その演算値Δβを求め、このΔβをβに対するオフセット予定量として決定する。
【００６１】
また制御部７は、ウエハＷの各領域Ｐ１において測定された反り量及び記憶部７５に記憶された反り量と温度補正量との相関関係から前記オフセット予定量を補正する補正温度量を演算し、この補正温度量、前記オフセット予定量及び先にＣＤの目標値から演算された加熱温度の基準値に基づいてウエハＷの各領域Ｐ１に対応するヒータ４０ａの加熱温度を演算し、決定する。他のヒータ４０ｂ〜４０ｅの加熱温度もヒータ４０ａと同様に演算して決定する。これにより制御部７はこの演算された加熱温度を設定温度として、コントローラ４９に出力し、コントローラ４９は、この設定温度と各加熱領域に設けた図示しない温度検出部の温度検出値とに基づいて各ヒータの供給電力を制御し、こうして温度制御が行われる。
【００６２】
制御部７によりヒータ４０ａ〜４０ｅが夫々設定温度に昇温すると、冷却プレート４４から熱板４３にウエハＷが受け渡され、ウエハＷの各領域Ｐ１〜Ｐ５が加熱されて、ＰＥＢ処理が行われる（ステップＳ７）。
【００６３】
ＰＥＢ処理を受けたウエハＷは冷却プレート４４に受け渡され、冷却された後、主搬送手段Ａ３により現像ユニット２８に搬送され、その表面に現像液が供給されることにより、レジスト膜の現像液に対して可溶解性の部位が溶解され所定のレジストパターンがレジスト膜に形成される（ステップＳ８）。然る後、ウエハＷは主搬送手段Ａ３→ＰＯＳＴを行う棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚の加熱ユニット→主搬送手段Ａ３→棚ユニットＵ１〜Ｕ３の一の棚の冷却ユニット→主搬送手段Ａ２→棚ユニットＵ１の受け渡しステージ→受け渡し手段Ａ１の順に搬送され前記受け渡し手段Ａ１により載置台２０ａ上の元のキャリアＣ１へと戻される。
【００６４】
上述の塗布、現像装置は、レジスト膜形成前のウエハＷの下地膜における面内の各領域Ｐ１〜Ｐ５の光学的性質である屈折率を測定する屈折率測定ユニット５と、前記領域Ｐ１〜Ｐ５に対応する各領域Ｒ１〜Ｒ５毎に独立して、露光後、現像前のウエハＷを加熱し、ＰＥＢ処理を行うヒータ４０ａ〜４０ｅが設けられた熱板４３を備えた加熱ユニット４と、を備えており、予め求められた屈折率と、各ヒータの温度と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部７５を備えた制御部７が、前記屈折率測定ユニット５により測定された屈折率、レジストパターンの線幅の目標値及び記憶部７５の前記相関関係に基づいて各ヒータ４０ａ〜４０ｅの温度を制御し、熱板４３の各加熱領域Ｒ１〜Ｒ５の温度を制御する。このような構成とすることでウエハＷの面内の各領域Ｐ１〜Ｐ５において下地膜の光学的性質のばらつきにより、レジストパターンの寸法が各領域Ｐ１〜Ｐ５間でばらつくことを抑えることができるため、ウエハＷの面内におけるレジストパターンの寸法を精度高く制御することができる。従ってウエハＷから製造される半導体製品の歩留まりの低下を抑えることができる。
【００６５】
また上記塗布、現像装置においてはウエハＷの面内の各領域Ｐ１〜Ｐ５について反り量を測定し、各反り量に基づいてＰＥＢの際にウエハＷの各領域Ｐ１〜Ｐ５を加熱する温度を補正しているため、各領域Ｐ１〜Ｐ５間のレジストパターンの寸法のばらつきをより抑えることができる。
【００６６】
ウエハＷの屈折率の測定及びそれに対応する加熱温度の設定は同一ロット内のすべてのウエハＷ毎に行ってもよく、あるいはロットの先頭のウエハＷに対して行なった後、同じロット内の後続のウエハＷについては屈折率の測定を行わず、その各領域Ｐ１〜Ｐ５を先頭のウエハＷについて設定された各加熱温度で加熱処理をするように設定してもよい。このようにロットの先頭のウエハについてのみ屈折率の測定及び加熱温度の設定を行うか、あるいは後続のウエハＷについてあらためて屈折率の測定及び加熱温度を設定するかは、例えばロットの先頭のウエハＷの各領域の屈折率について閾値（許容範囲）を設定し、制御部７が、測定された屈折率についてその許容範囲に収まっていると判定した場合は、後続のウエハＷについては新たに温度設定を行わず、許容範囲を超えたと判定した場合は後続のウエハＷについても夫々加熱温度の設定を行うように構成してもよい。このような構成とすることにより、すべてのウエハについて屈折率を測定する場合に比べてスループットを向上させることができる。
【００６７】
また屈折率を測定するタイミングとしてはレジスト膜を形成する以前であれば既述の実施形態のタイミングに限られず、例えば反射防止膜を形成する前であってもよい。従って上記の塗布、現像装置に搬入される前の下地膜の光学的性質を検出するステーションから当該塗布、現像装置に、そのステーションで検出した光学的性質が送信されるように構成し、その送信された光学的性質のデータを基に加熱ユニット４の加熱量が調整されるようにしてもよい。
【００６８】
次に本発明のレジストパターン形成装置の一実施形態について説明する。このレジストパターン形成装置は、既述の実施形態の塗布、現像装置を備えたレジストパターン形成装置と略同様に構成されており、図１３はその制御部８の構成を示している。図１３中、既述の実施形態の塗布、現像装置と同様の構成を有する各部については既述の実施形態で用いた符号と同じ符号を付している。露光装置Ｂ５は、既述の実施形態の露光装置Ｂ４と略同様に構成されているが、ウエハＷの領域Ｐ１〜Ｐ５毎に露光量を変更して露光処理を行うことができるように構成されている。また図示は省略しているがこのレジストパターン形成装置に設けられるＰＥＢを行う加熱ユニットは、既述の加熱ユニット４と略同様に構成されている。しかしその加熱ユニットは、制御部７により演算された屈折率及び反り量に基づいてオフセットをかけて加熱処理を行うものではないという点で加熱ユニット４と異なっている。
【００６９】
制御部８は記憶部８１を備えており、この記憶部８１の記憶部７５と異なる点を挙げると、例えば加熱ユニット４のヒータ４０の温度とＣＤとの相関関係の代わりに露光量とＣＤとの相関関係が、反り量と温度補正量との相関関係の代わりに反り量と露光補正量との相関関係が夫々記憶されている。またＣＤの目標値が記憶部８１に入力されると、制御部８は、記憶部８１に記憶されたＣＤと屈折率との相関関係及び露光量とＣＤとの相関関係に基づいてそのＣＤの目標値に対応する露光量の基準値及び屈折率の基準値を演算する。
【００７０】
次にこのレジストパターン形成装置の処理の流れについて図１４を参照しながら説明する。先ずウエハＷが搬入される前にＣＤの目標値が入力され、その目標値に対応する露光量の基準値及び屈折率の基準値を演算される。その後ウエハＷが当該装置に搬入されると、塗布、現像装置のステップＳ１〜Ｓ５と同様のステップＴ１〜Ｔ５に従って一連の処理が進行する。ステップＴ５終了後、制御部８は、屈折率測定ユニット５を用いて演算したウエハＷのＰ１〜Ｐ５における各屈折率、記憶部８１に記憶されたＣＤと屈折率との相関関係及び露光量とＣＤとの相関関係に基づいて、屈折率のずれに基づいた露光量のオフセット予定量を演算すると共に反り測定ユニット６を用いて各領域Ｐ１〜Ｐ５の反り量に基づいた前記オフセット予定量を補正する露光補正量を演算して、さらにこのオフセット予定量と露光補正量とに基づいて、領域Ｐ１〜Ｐ５毎に露光量を決定する。
【００７１】
然る後、ウエハＷが露光装置Ｂ５に搬入されると、当該露光装置Ｂ５は、決定された露光量に基づいて各領域Ｐ１〜Ｐ５を夫々露光する（ステップＴ６）。露光後、ウエハＷは、既述の実施形態の経路と同様の経路で搬送され、加熱ユニットにおいて加熱（ＰＥＢ）処理を受け（ステップＴ７）、その後、現像処理を受ける（ステップＴ８）。
【００７２】
このレジストパターン形成装置によれば、ウエハＷの面内における各領域Ｐ１〜Ｐ５の光学的性質に基づいて露光量が制御されるため、既述の実施形態の塗布、現像装置と同様に下地膜の光学的性質のばらつきによる各領域Ｐ１〜Ｐ５間におけるレジストパターンの寸法のばらつきを抑えることができ、従って歩留まりの低下を抑えることができる。さらに各領域Ｐ１〜Ｐ５の反り量に基づいて露光量を制御しているため、よりレジストパターンの寸法のばらつきを抑えることができる。
【００７３】
なお上記の塗布、現像装置及びレジストパターン形成装置の実施形態としては下地膜の光学的性質として屈折率を演算し、その屈折率に基づいてＰＥＢの加熱温度のオフセット及び露光量のオフセットを演算しているが、屈折率の他に下地膜に光を照射して得られる、光学的性質である反射率、消衰係数に基づいてこれらのオフセットを演算するように構成してもよい。また前記反射率、屈折率あるいは消衰係数から下地膜の膜厚を演算する膜厚測定ユニットを塗布、現像装置に設け、この膜厚測定装置により測定された領域Ｐ１〜Ｐ５の膜厚に基づいて前記各領域の加熱温度及び露光量にオフセットがかけられるような構成であってもよい。前記膜厚測定ユニットとしては、膜厚と屈折率とを同時に測定するようなものを用い、その測定された膜厚、屈折率いずれかに基づいて制御部がＰＥＢの過熱温度あるいは露光量を制御するような構成であってもよい。
【００７４】
なお上記の実施形態においてウエハＷの反りの測定を行うタイミングとしては、レジスト膜形成後、露光前に限られず、屈折率に基づきＰＥＢの加熱温度にオフセットをかける場合は、そのＰＥＢの前であればよく、また露光量によりオフセットをかける場合は露光を行う前であればよい。従って下地膜の屈折率を測定する前に反りの測定を行ってもよく、塗布、現像装置にウエハＷを搬入する前に測定するような構成であってもよい。また反り測定ユニット６は例えば処理ブロックＢ２の棚ユニットＵ１〜Ｕ３に配置してもよい。
【００７５】
図１５に示した塗布、現像装置は、図１に示した塗布、現像装置と略同様に構成されたものであり、反り測定ユニット６の配置を変更した一例である。この塗布、現像装置においては図に示すように反り測定ユニット６が、棚ユニットＵ２と棚ユニットＵ３との間における、主搬送手段Ａ３がアクセスできる位置（主搬送手段Ａ３の背面）に設けられている。なお反り測定ユニット６は、主搬送手段Ａ２の背面に設けてもよく、その場合例えば屈折率測定ユニット５に積層するように設けられる。なお屈折率測定ユニット５が主搬送手段Ａ３の背面に設けられ、反り測定ユニット６が主搬送手段Ａ２の背面に設けられるような構成としてもよい。
【００７６】
図１の塗布、現像装置においては、例えばＣＤを測定するユニットが塗布、現像装置の外部に設けられ、その測定ユニットにより既述の直線ｋ１のようなウエハＷに形成されたＣＤと下地膜の屈折率との相関関係を求めているが、例えば図１６に示すようにＣＤを測定するユニットが塗布、現像装置内（インライン）に設けられるように構成し、その測定ユニットにより前記相関関係が求められる構成であってもよい。
【００７７】
この図１６の塗布、現像装置のキャリアブロックＢ１と処理ブロックＢ２との間には検査・測定ブロックＢ６が設けられており、検査・測定ブロックＢ６の中央には搬送手段９１が設けられている。図１７を参照しながら検査・測定ブロックＢ６の構成について説明する。搬送手段９１の左右両側には棚ユニットＵ６，Ｕ７が夫々設けられており、棚ユニットＵ６は、例えばウエハＷの表面の状態を検査する表面検査ユニット９２、線幅測定ユニット９３が、下からこの順に積層されて構成されている。
【００７８】
線幅測定ユニット９３は、現像されることによりレジスト膜に形成されたレジストパターンに光を照射し、その反射光に基づいてパターンの線幅を測定する。棚ユニットＵ７は、例えば現像処理後のウエハＷの各膜厚を測定する膜厚測定ユニット９４、反り測定ユニット６、屈折率測定ユニット５が下からこの順に積層されて構成されている。
【００７９】
搬送手段９１は例えばウエハＷを保持する２枚のピンセットを備えており、棚ユニットＵ６，Ｕ７の各ユニット、棚ユニットＵ１の受け渡しステージＴＲＳにアクセスでき、且つ受け渡し手段Ａ１との間でウエハＷを受け渡すことができるように構成されている。なおピンセットの枚数は３枚以上でもよく、ウエハＷの搬送に支障のない数が選択される。
【００８０】
この塗布、現像装置においては先ず、例えば各領域Ｐ１〜Ｐ５について夫々光学的性質が異なるように構成された複数枚のテスト用ウエハＷがこの塗布、現像装置に搬入され、これらのテスト用ウエハＷについて一連の処理が行われて、レジストパターンが形成される工程中で測定された下地膜の屈折率と、インラインで測定されたパターンの線幅とに基づいて制御部が前記相関関係を決定し、その決定された相関関係が、記憶部に記憶されるように構成されている。このように相関関係が決定されることを除いて、この塗布、現像装置の制御部は、既述の実施形態の制御部７と略同様に構成されている。
【００８１】
テスト用ウエハＷが受け渡される経路について簡単に説明する。塗布、現像装置に搬入されたテスト用ウエハＷは、受け渡し手段Ａ１→搬送手段９１→屈折率測定ユニット５→搬送手段９１の順に受け渡された後、処理ブロックＢ２に搬入され、既述の塗布、現像装置と同様に反射防止膜、レジスト膜が形成される。続いてテスト用ウエハＷは、露光処理を受けた後、各ヒータ４０ａ〜４０ｅがＣＤの目標値に対応する温度に設定された状態でＰＥＢ処理を受け、さらに現像処理を受けた後、再び搬送手段９１に受け渡される。テスト用ウエハＷは、線幅測定ユニット９３→搬送手段９１→受け渡し手段Ａ１の順に搬送され、キャリアブロックＢ１に戻される。
【００８２】
すべてのテスト用ウエハＷについてこのような搬送が終わると、制御部が線幅測定ユニット９３、屈折率測定ユニット５から夫々測定された線幅、屈折率に基づいてウエハＷの各領域Ｐ１〜Ｐ５ごとに既述の実施形態のグラフの直線ｋ１に相当する、屈折率とＣＤとの相関関係を演算し、決定する。
【００８３】
前記相関関係が決定された後、塗布、現像装置には製品用の既述のウエハＷが搬入され、そのウエハＷは、受け渡し手段Ａ１→搬送手段９１→屈折率測定ユニット５→搬送手段９１→反り測定ユニット６→搬送手段９１の順に搬送された後、処理ブロックＢ２に受け渡され、既述のテスト用ウエハＷと同様に各種膜の形成処理、露光処理を受ける。その後、既述の実施形態と同様に、予め記憶部に記憶されたＣＤの目標値、ヒータの温度とＣＤとの相関関係及びテスト用ウエハの測定により記憶された屈折率とＣＤとの相関関係に基づいてウエハＷの各領域Ｐ１〜Ｐ５ごとにオフセットをかけた状態でＰＥＢ処理が行われる。
【００８４】
ＰＥＢ後のウエハＷは現像処理を受け、例えばその中の一部のウエハＷについてはテスト用ウエハＷと同様にキャリアブロックＢ１に戻されるが、他の一部のウエハＷについては、搬送手段９１→表面検査ユニット９２→搬送手段９１→膜厚測定ユニット９４に搬送され、ウエハＷに形成された各種の膜厚及びウエハＷの表面状態を検査された後、キャリアブロックＢ１に戻される。
【００８５】
この図１６の塗布、現像装置は、各種の検査ユニットや測定装置が検査・測定ブロックＢ６に集約して設けられているため、この検査・測定ブロックＢ６の各ユニットにおけるメンテナンスの利便性の向上を図ることができる。また上記実施形態においては、例えば一連のパターン形成処理を受け、処理ブロックＢ２からキャリアブロックＢ１のキャリアＣに戻されたウエハＷについて受け渡し手段Ａ１及び搬送手段９１を介して再び、検査・測定ブロックＢ６に搬送し、各種検査を行ってもよい。その場合、処理ブロックＢ２、インターフェイスブロックＢ３内の各ユニット間を後続のウエハＷが受け渡されていても、このブロックＢ２，Ｂ３の搬送の影響が、受け渡し手段Ａ１、搬送手段９１へ及ぶことは抑えられる、つまりブロックＢ１，Ｂ６間とブロックＢ２，Ｂ３間で同時に所定のウエハＷの搬送を行うことができるので、スループットの低下を抑えることができる利点がある。なお処理ブロックＢ２の電源を落とした状態で検査・測定ブロックＢ６及びキャリアブロックＢ１だけを稼動させて各種ブロックＢ６内の各種ユニットへウエハＷを搬送し、検査を行うようにしてもよく、その場合は塗布、現像装置のすべてのブロックに電源を入れる場合に比べて電力を節約できる。
【００８６】
なお既述のようにロットの先頭のウエハＷについてのみ、屈折率の測定及びその屈折率に基づいたヒータの温度の設定を行い、後続のロット内のウエハＷをその設定された、同じ温度で加熱してもよいが、例えばロット内において定期的に所定の複数枚のウエハを抜き取り、その抜き取った各ウエハＷに対して屈折率を測定する、いわゆる抜き取り検査を実施し、その抜き取り検査を行う度にその検査結果に基づいてヒータ４０ａ〜４０ｅの温度を設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の塗布、現像装置の一例を示す平面図である。
【図２】前記塗布、現像装置を示す全体斜視図である。
【図３】前記塗布、現像装置のインターフェイスブロックを示す斜視図である
【図４】前記塗布、現像装置に設けられた加熱ユニットの構成図である。
【図５】前記加熱ユニットの熱板及び前記熱板に設けられたヒータの構成図である。
【図６】前記熱板に載置されたウエハの各領域を示す説明図である。
【図７】前記塗布、現像装置に設けられた屈折率測定ユニットの縦断側面図である。
【図８】前記塗布、現像装置に設けられたウエハの反り測定ユニットの構成図である。
【図９】前記塗布、現像装置に設けられた制御部の構成図である。
【図１０】前記制御部に設けられた記憶部に記憶されたレジストパターンの線幅、下地膜の屈折率及び前記ヒータの温度との相関関係を示したグラフ図である。
【図１１】前記塗布、現像装置により、ウエハにレジストパターンが形成する工程を示したフローチャートである。
【図１２】オフセット量が決定される様子を示した説明図である。
【図１３】本発明のレジストパターン形成装置の一例に設けられた制御部の構成を示した構成図である。
【図１４】前記レジストパターン形成装置により、ウエハにレジストパターンが形成する工程を示したフローチャートである。
【図１５】本発明の塗布、現像装置の他の一例を示す平面図である。
【図１６】本発明の塗布、現像装置の更に他の一例を示す平面図である。
【図１７】前記塗布、現像装置の検査・測定ブロックの構成を示した説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
Ｗ              半導体ウエハ
４              加熱ユニット
４０ａ〜４０ｅ  ヒータ
４３            熱板
５              屈折率測定ユニット
６              反り測定ユニット
７              制御部
７４            記憶部
【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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【図１６】
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【図１７】
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