(57)【要約】      （修正有）【課題】熱板の温度設定において、温度設定変更後のウェハの線幅状態を正確に推定し、熱板の温度設定を短時間でなおかつ適正に行う。【解決手段】ＰＥＢ装置の熱板は、複数の熱板領域に区画されており、各熱板領域毎に温度設定できる。熱板の各熱板領域には、熱板面内の温度を調整するための温度補正値がそれぞれ設定できる。フォトリソグラフィー工程の終了したウェハ面内の線幅が測定され（Ｓ１）、そのウェハ面内の測定線幅の面内傾向Ｚから、温度設定変更により改善させる改善面内傾向Ｚａを引き算することにより、温度設定変更後のウェハ面内の線幅の面内傾向Ｚｂが算出される（Ｓ５）。改善面内傾向Ｚａは、Ｚａ＝−１×α×ＭＴ（α：レジスト熱感度、Ｍ：算出モデル、Ｔ：各熱板領域の温度補正値）の式（１）を用いて算出される。【選択図】図１０
2008118041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定方法であって、
前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、
さらに前記熱処理板の各領域毎に、熱処理板の面内温度を調整するための温度補正値が設定可能であり、
前記熱処理を含む一連の基板処理が終了した基板について基板の処理状態を測定し、その測定された基板の処理状態から、熱処理板の各領域の温度補正値の変更により改善させる改善成分を引き算することによって、熱処理板の温度補正値の変更後の基板の処理状態を算出し、
前記改善成分は、
Ｚａ＝−１×α×Ｆ（Ｔ）
（Ｚａ：改善成分、α：基板面内の温度変動量と基板の処理状態との変換係数、Ｆ（Ｔ）：熱処理板の各領域の温度補正値と基板面内の温度変動量との関数、Ｔ：熱処理板の各領域の温度補正値）
で示される式により求められることを特徴とする、熱処理板の温度設定方法。
【請求項２】
前記熱処理板の各領域の温度補正値Ｔは、近似値であり、前記測定された基板の処理状態から、複数の面内傾向成分を算出し、その複数の面内傾向成分のうちの、熱処理板の各領域の温度補正値の変更により改善可能な面内傾向成分が零になるような温度補正値を近似計算することによって求められることを特徴とする、請求項１に記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項３】
前記基板の処理状態や前記改善成分は、ゼルニケ多項式を用いて複数の面内傾向成分に分解されて表されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項４】
前記一連の基板処理は、フォトリソグラフィー工程において基板上にレジストパターンを形成する処理であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項５】
前記基板の処理状態は、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４に記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項６】
前記熱処理は、露光処理後で現像処理前に行われる加熱処理であることを特徴とする、請求項４又は５に記載の熱処理板の温度設定方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の熱処理板の温度設定方法を、コンピュータに実現させるためのプログラム。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の熱処理板の温度設定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。
【請求項９】
基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定装置であって、
前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、
さらに前記熱処理板の各領域毎に、熱処理板の面内温度を調整するための温度補正値が設定可能であり、
前記熱処理を含む一連の基板処理が終了した基板について基板の処理状態を測定し、その測定された基板の処理状態から、熱処理板の各領域の温度補正値の変更により改善させる改善成分を引き算することによって、熱処理板の温度補正値の変更後の基板の処理状態を算出する機能を有し、
前記改善成分は、
Ｚａ＝−１×α×Ｆ（Ｔ）
（Ｚａ：改善成分、α：基板面内の温度変動量と基板の処理状態との変換係数、Ｆ（Ｔ）：熱処理板の各領域の温度補正値と基板面内の温度変動量との関数、Ｔ：熱処理板の各領域の温度補正値）
で示される式により求められることを特徴とする、熱処理板の温度設定装置。
【請求項１０】
前記熱処理板の各領域の温度補正値Ｔは、近似値であり、前記測定された基板の処理状態から、複数の面内傾向成分を算出し、その複数の面内傾向成分のうちの、熱処理板の各領域の温度補正値の変更により改善可能な面内傾向成分が零になるような温度補正値を近似計算することによって求められることを特徴とする、請求項９に記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項１１】
前記基板の処理状態や前記改善成分は、ゼルニケ多項式を用いて複数の面内傾向成分に分解されて表されることを特徴とする、請求項１０に記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項１２】
前記一連の基板処理は、フォトリソグラフィー工程において基板上にレジストパターンを形成する処理であることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項１３】
前記基板の処理状態は、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１２に記載の熱処理板の温度設定装置。
【請求項１４】
前記熱処理は、露光処理後で現像処理前に行われる加熱処理であることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の熱処理板の温度設定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理板の温度設定方法、プログラム、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熱処理板の温度設定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、この一連のウェハ処理によりウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。
【０００３】
例えば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、通常加熱処理装置で行われている。加熱処理装置は、ウェハを載置して加熱する熱板を備えている。熱板には、例えば給電により発熱するヒータが内蔵されており、このヒータによる発熱により熱板は所定温度に調整されている。
【０００４】
例えば上述の加熱処理における熱処理温度は、最終的にウェハ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、加熱時のウェハ面内の温度を厳格に制御するために、上述の加熱処理装置の熱板は、複数の領域に区画され、その各領域毎に独立したヒータが内蔵され、各領域毎に温度調整されている。
【０００５】
また、上記熱板の各領域の温度調整を、総て同じ設定温度で行うと、例えば各領域の熱抵抗などの相違により、熱板上のウェハ面内の温度がばらつき、この結果、最終的にレジストパターンの線幅がばらつくことが知られている。このため、熱板の各領域毎に、温度補正値（温度オフセット値）が設定され、熱板の面内温度を微調整していた（特許文献１参照）。
【０００６】
上記温度補正値を設定する際には、通常、先ず現状のウェハ面内の線幅を測定し、その測定結果を見て作業員が経験や知識を基に適当な温度補正値を設定する。その後、再度ウェハ面内の線幅を測定し、その線幅測定結果を見て作業員が温度補正値を変更する。この線幅測定と温度補正値の変更の作業を試行錯誤的に繰り返して、作業員が適正な線幅になったと判断した時点で、温度補正値の設定を終了していた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１-１４３８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の温度設定では、最終的に到達する線幅が正確に分かっていないので、温度設定作業の途中で、その時点の温度設定の線幅が最適なものになっているか否かを判断することは難しく、通常は作業員の主観で線幅が最適になったと判断した時点で温度設定作業を終わらせていた。このため、結果的に最適な温度設定になっていない場合があり、作業員相互間で温度設定後のウェハ面内の線幅にばらつきが生じることがあった。また、最終的な最適線幅が分からないと、試行錯誤的に何度も温度設定の変更を行う場合があり、温度設定作業に長時間を要することがあった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、熱板などの熱処理板の温度設定において、温度設定変更後のウェハなどの基板の処理状態を正確に予測し、熱処理板の温度設定を短時間でなおかつ適正に行うことをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は、基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定方法であって、前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、さらに前記熱処理板の各領域毎に、熱処理板の面内温度を調整するための温度補正値が設定可能であり、前記熱処理を含む一連の基板処理が終了した基板について基板の処理状態を測定し、その測定された基板の処理状態から、熱処理板の各領域の温度補正値の変更により改善させる改善成分を引き算することによって、熱処理板の温度補正値の変更後の基板の処理状態を算出し、前記改善成分は、Ｚａ＝−１×α×Ｆ（Ｔ）（Ｚａ：改善成分、α：基板面内の温度変動量と基板の処理状態との変換係数、Ｆ（Ｔ）：熱処理板の各領域の温度補正値と基板面内の温度変動量との関数、Ｔ：熱処理板の各領域の温度補正値）で示される式により求められることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、現状の基板の処理状態のうちの、熱処理板の温度設定の変更により改善させる改善成分を所定の式を用いて求め、現状の基板の処理状態からその改善成分を引き算することによって、温度設定変更後の基板の処理状態を算出している。このため、例えば作業員の熟練度によらず、温度設定変更後の基板の処理状態を正確に推定できる。この結果、試行錯誤的に温度設定変更を繰り返す必要がないので、熱処理板の温度設定を短時間でなおかつ適正に行うことができる。
【００１２】
前記熱処理板の各領域の温度補正値Ｔは、近似値であり、前記測定された基板の処理状態から、複数の面内傾向成分を算出し、その複数の面内傾向成分のうちの、熱処理板の各領域の温度補正値の変更により改善可能な面内傾向成分が零になるような温度補正値を近似計算することによって求められてもよい。
【００１３】
前記基板の処理状態や前記改善成分は、ゼルニケ多項式を用いて複数の面内傾向成分に分解されて表されてもよい。
【００１４】
前記一連の基板処理は、フォトリソグラフィー工程において基板上にレジストパターンを形成する処理であってもよい。
【００１５】
前記基板面内の処理状態は、レジストパターンの線幅であってもよい。
【００１６】
前記熱処理は、露光処理後で現像処理前に行われる加熱処理であってもよい。
【００１７】
別の観点による本発明によれば、上記の熱処理板の温度設定方法を、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。
【００１８】
また、別の観点による本発明によれば、上記の熱処理板の温度設定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。
【００１９】
別の観点による本発明は、基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定装置であって、前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、さらに前記熱処理板の各領域毎に、熱処理板の面内温度を調整するための温度補正値が設定可能であり、前記熱処理を含む一連の基板処理が終了した基板について基板の処理状態を測定し、その測定された基板の処理状態から、熱処理板の各領域の温度補正値の変更により改善させる改善成分を引き算することによって、熱処理板の温度補正値の変更後の基板の処理状態を算出する機能を有し、前記改善成分は、Ｚａ＝−１×α×Ｆ（Ｔ）（Ｚａ：改善成分、α：基板面内の温度変動量と基板の処理状態との変換係数、Ｆ（Ｔ）：熱処理板の各領域の温度補正値と基板面内の温度変動量との関数、Ｔ：熱処理板の各領域の温度補正値）で示される式により求められることを特徴とする。
【００２０】
上記熱処理板の温度設定装置において、前記熱処理板の各領域の温度補正値Ｔは、近似値であり、前記測定された基板の処理状態から、複数の面内傾向成分を算出し、その複数の面内傾向成分のうちの、熱処理板の各領域の温度補正値の変更により改善可能な面内傾向成分が零になるような温度補正値を近似計算することによって求められるようにしてもよい。
【００２１】
上記熱処理板の温度設定装置において、前記基板の処理状態や前記改善成分は、ゼルニケ多項式を用いて複数の面内傾向成分に分解されて表されてもよい。
【００２２】
前記一連の基板処理は、フォトリソグラフィー工程において基板上にレジストパターンを形成する処理であってもよい。また前記基板面内の処理状態は、レジストパターンの線幅であってもよい。
【００２３】
前記熱処理は、露光処理後で現像処理前に行われる加熱処理であってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、熱処理板の温度設定変更後の基板の処理状態を正確に推定できるので、熱処理板の温度設定を短時間でなおかつ適正に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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熱処理板の温度設定装置が備えられた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。
【００２６】
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、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３と、この処理ステーション３に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイスステーション４とを一体に接続した構成を有している。
【００２７】
カセットステーション２には、カセット載置台５が設けられ、当該カセット載置台５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６上をＸ方向に向かって移動可能なウェハ搬送体７が設けられている。ウェハ搬送体７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、Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウェハＷに対して選択的にアクセスできる。
【００２８】
ウェハ搬送体７は、Ｚ軸周りのθ方向に回転可能であり、後述する処理ステーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属する温調装置６０やトランジション装置６１に対してもアクセスできる。
【００２９】
カセットステーション２に隣接する処理ステーション３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３のＸ方向負方向（図１中の下方向）側には、カセットステーション２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３のＸ方向正方向（図１中の上方向）側には、カセットステーション２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１０が設けられている。第１の搬送装置１０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内の各処理装置に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１１が設けられている。第２の搬送装置１１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内の各処理装置に選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。
【００３０】
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するレジスト塗布装置２０、２１、２２、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２３、２４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３０〜３４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内の液処理装置に各種処理液を供給するためのケミカル室４０、４１がそれぞれ設けられている。
【００３１】
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６０、ウェハＷの受け渡しを行うためのトランジション装置６１、精度の高い温度管理下でウェハＷを温度調節する高精度温調装置６２〜６４及びウェハＷを高温で加熱処理する高温度熱処理装置６５〜６８が下から順に９段に重ねられている。
【００３２】
第４の処理装置群Ｇ４では、例えば高精度温調装置７０、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７１〜７４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７５〜７９が下から順に１０段に重ねられている。
【００３３】
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８０〜８３、露光後で現像前のウェハＷの加熱処理を行う複数のポストエクスポージャーベーキング装置（以下「ＰＥＢ装置」とする。）８４〜８９が下から順に１０段に重ねられている。
【００３４】
ＰＥＢ装置８４〜８９は、図４に示すような例えばウェハＷを載置して加熱する熱処理板としての熱板９０を備えている。熱板９０は、厚みのある略円盤形状を有している。熱板９０は、複数、例えば５つの熱板領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５に区画されている。熱板９０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Ｒ１と、その周囲を円弧状に４等分した熱板領域Ｒ２〜Ｒ５に区画されている。
【００３５】
熱板９０の各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５には、給電により発熱するヒータ９１が個別に内蔵され、各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５毎に加熱できる。各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５のヒータ９１の発熱量は、例えば温度制御装置９２により調整されている。温度制御装置９２は、各ヒータ９１の発熱量を調整して、各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度を所定の設定温度に制御できる。温度制御装置９２における温度設定は、例えば後述する温度設定装置１５０により行われる。
【００３６】
図１に示すように第１の搬送装置１０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が下から順に２段に重ねられている。図１に示すように第２の搬送装置１１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１０２が配置されている。
【００３７】
インターフェイスステーション４には、例えば図１に示すようにＸ方向に向けて延びる搬送路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、上下移動可能でかつ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４に隣接した図示しない露光装置と、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。
【００３８】
以上のように構成された塗布現像処理システム１では、例えば次のようなフォトリソグラフィー工程の一連のウェハ処理が行われる。先ず、カセット載置台５上のカセットＣから未処理のウェハＷがウェハ搬送体７によって一枚ずつ取り出され、第３の処理装置群Ｇ３の温調装置６０に順次搬送される。温調装置６０に搬送されたウェハＷは、所定温度に温度調節され、その後第１の搬送装置１０によってボトムコーティング装置２３に搬送され、反射防止膜が形成される。反射防止膜が形成されたウェハＷは、第１の搬送装置１０によって高温度熱処理装置６５、高精度温調装置７０に順次搬送され、各装置で所定の処理が施される。その後ウェハＷは、レジスト塗布装置２０に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、第１の搬送装置１０によってプリベーキング装置７１に搬送されプリベーキングが行われる。続いてウェハＷは、第２の搬送装置１１によって周辺露光装置１０２、高精度温調装置８３に順次搬送されて、各装置において所定の処理が施される。その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション４のウェハ搬送体１１１によって図示しない露光装置に搬送され、露光される。露光処理の終了したウェハＷは、ウェハ搬送体１１１によって例えばＰＥＢ装置８４に搬送される。
【００３９】
ＰＥＢ装置８４では、予め各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５毎に所定温度に設定された熱板９０上にウェハＷが載置されて、ポストエクスポージャーベーキングが行われる。
【００４０】
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、第２の搬送装置１１によって高精度温調装置８１に搬送されて温度調節される。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。その後ウェハＷは、第２の搬送装置１１によってポストベーキング装置７５に搬送されポストベーキングが施される。その後、ウェハＷは、高精度温調装置６３に搬送され温度調節される。そしてウェハＷは、第１の搬送装置１０によってトランジション装置６１に搬送され、ウェハ搬送体７によってカセットＣに戻されて、一連のウェハ処理であるフォトリソグラフィー工程が終了する。
【００４１】
ところで、前述した塗布現像処理システム１には、図１に示すように基板の処理状態としてのレジストパターンの線幅を測定する線幅測定装置１２０が設けられている。線幅測定装置１２０は、例えばカセットステーション２に設けられている。線幅測定装置１２０は、例えば図５に示すようにウェハＷを水平に載置する載置台１２１と、光学式表面形状測定計１２２を備えている。載置台１２１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１２２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１２３と、光照射部１２３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１２４と、当該光検出部１２４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線幅を算出する算出部１２５を備えている。本実施の形態にかかる線幅測定装置１２０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線幅を測定するものであり、算出部１２５において、光検出部１２４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線幅を求めることにより、レジストパターンの線幅を測定できる。
【００４２】
また、線幅測定装置１２０は、光照射部１２３及び光検出部１２４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、ウェハ面内の複数個所の線幅を測定することができる。線幅測定装置１２０の測定結果は、例えば算出部１２５から後述する温度設定装置１５０に出力できる。
【００４３】
次に、上記ＰＥＢ装置８４〜８９の熱板９０の温度設定を行う温度設定装置１５０の構成について説明する。例えば温度設定装置１５０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ている。温度設定装置１５０は、例えば図４や図５に示したように熱板９０の温度制御装置９２と線幅測定装置１２０に接続されている。
【００４４】
温度設定装置１５０は、例えば図６に示すように各種プログラムを実行する演算部１６０と、例えば熱板９０の温度設定のための各種情報を入力する入力部１６１と、熱板９０の温度設定のための各種情報を格納するデータ格納部１６２と、熱板９０の温度設定のための各種プログラムを格納するプログラム格納部１６３と、熱板９０の温度設定のための各種情報を温度制御装置９２や線幅測定装置１２０との間で通信する通信部１６４などを備えている。
【００４５】
プログラム格納部１６３には、図７に示すように基板の処理状態であるウェハ面内の測定線幅の面内傾向Ｚから、後述する式によって求められる改善成分としての改善面内傾向Ｚａを引き算して、各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値の設定変更後（改善後）のウェハ面内の線幅の面内傾向Ｚｂを推定するプログラムＰ１が格納されている。この改善面内傾向Ｚａは、各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値の設定変更によって改善させる線幅の面内傾向である。
【００４６】
例えばウェハ面内の測定線幅の面内傾向Ｚや改善面内傾向Ｚａは、図８に示すようにゼルニケ（Ｚernike）多項式を用いて分解された複数の面内傾向成分Ｚｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは１以上の整数）を用いて表される。
【００４７】
ここでゼルニケ多項式について説明を加えると、ゼルニケ多項式は、光学分野でよく使われる半径が１の単位円上の複素関数であり（実用的には実数関数として使用されている）、極座標の引数（ｒ、θ）を有する。このゼルニケ多項式は、光学分野では主としてレンズの収差成分を解析するために使用されており、波面収差をゼルニケ多項式を用いて近似して分解することで、各々独立した波面、例えば山型、鞍型等の形状に基づく収差成分を知ることができる。
【００４８】
本実施の形態においては、例えばウェハ面内の線幅の面内傾向Ｚ、Ｚａをウェハ面上の高さ方向に示して、ウェハ面内の上下にうねる波面として捉える。上述の面内傾向Ｚ、Ｚａは、ゼルニケ多項式を用いて分解された、例えば上下方向のＺ方向のずれ成分、Ｘ方向傾き成分、Ｙ方向傾き成分、凸状或いは凹状に湾曲する湾曲成分などの複数の面内傾向成分Ｚｉによって表される。各面内傾向成分Ｚｉの大きさは、ゼルニケ係数により表すことができる。
【００４９】
各面内傾向成分Ｚｉを表すゼルニケ係数は、具体的に極座標の引数（ｒ、θ）を用いて以下の式により表せられる。
【００５０】
Ｚ１（１）
Ｚ２（ｒ・ｃｏｓθ）
Ｚ３（ｒ・ｓｉｎθ）
Ｚ４（２ｒ２−１）
Ｚ５（ｒ２・ｃｏｓ２θ）
Ｚ６（ｒ２・ｓｉｎ２θ）
Ｚ７（（３ｒ３−２ｒ）・ｃｏｓθ）
Ｚ８（（３ｒ３−２ｒ）・ｓｉｎθ）
Ｚ９（６ｒ４−６ｒ２＋１）
・
・
【００５１】
本実施の形態において、例えばゼルニケ係数Ｚ１はウェハ面内の線幅平均値（Ｚ方向ずれ成分）、ゼルニケ係数Ｚ２はＸ方向傾き成分、ゼルニケ係数Ｚ３はＹ方向の傾き成分、ゼルニケ係数Ｚ４、Ｚ９は湾曲成分を示す。
【００５２】
また、プログラム格納部１６３には、次の式（１）を用いて上述の改善面内傾向Ｚａを算出するプログラムＰ２が格納されている。
Ｚａ＝−１×α×ＭＴ    （１）
式（１）のαは、ウェハ面内の温度変動量とウェハの線幅との変換係数であるレジスト熱感度であり、Ｍは、各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値とウェハ面内の温度変動量の関数Ｆ（Ｔ）としての算出モデルである。Ｔは、各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値である。
【００５３】
式（１）の算出モデルＭは、例えばウェハ面内の温度変動量と温度補正値Ｔとの相関を示す相関行列である。式（１）により算出される改善面内傾向Ｚａは、上述したようにゼルニケ多項式により分解された複数の面内傾向成分Ｚｉを用いて表すので、算出モデルＭは、例えば図９に示すように特定条件のゼルニケ係数を用いて表されたｎ（面内傾向成分数）行×ｍ（熱板領域数）列の行列式になる。
【００５４】
算出モデルＭは、例えば熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の各々の温度を順に１℃上昇させ、その各場合のウェハ面内の多数点の温度変動量を測定し、その多数点の温度変動量から、各面内傾向成分Ｚｉ（ゼルニケ係数）に対応するウェハ面内の温度変動量を算出し、それらの熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の単位温度変動あたりの温度変動量を行列式の各要素Ｍｉ、ｊ（１≦ｉ≦ｎ、１≦ｊ≦ｍ（本実施の形態では熱板領域数であるｍ＝５）として表したものである。
【００５５】
また、プログラム格納部１６３には、各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値Ｔを算出するためのプログラムＰ３が格納されている。
【００５６】
各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値Ｔは、例えば次の式（２）を用いて算出される。
Ｔ≒−１×１／α×Ｍ−１’Ｚ    （２）
式（２）のＭ−１’は、算出モデルＭの近似的な逆関数である擬似逆行列であり、Ｚは、ウェハ面内の測定線幅の面内傾向である。Ｔは、式（２）によって近似値として算出された各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値である。
【００５７】
なお、温度設定装置１５０による温度設定プロセスを実現するための上述の各種プログラムは、コンピュータ読み取り可能なＣＤなどの記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から温度設定装置１５０にインストールされたものであってもよい。
【００５８】
次に、以上のように構成された温度設定装置１５０による温度設定プロセスについて説明する。図１０は、かかる温度設定プロセスの一例を示すフロー図である。
【００５９】
例えば塗布現像処理システム１において例えば上述の一連のウェハ処理が終了したウェハＷがカセットステーション２の線幅測定装置１２０に搬送され、ウェハ面内のレジストパターンの線幅が測定される（図１０の工程Ｓ１）。この際、図１１に示すようにウェハ面内の複数の測定点Ｑの線幅が測定され、少なくとも熱板９０の各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５に対応する各ウェハ領域Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５の線幅が測定される。
【００６０】
ウェハ面内の線幅の測定結果は、温度設定装置１５０に出力される。温度設定装置１５０では、例えばウェハ領域Ｗ１〜Ｗ５の複数の測定点Ｑの線幅測定値からウェハ面内の測定線幅の面内傾向Ｚが算出され、その面内傾向Ｚから、図８に示したようにゼルニケ多項式を用いて複数の面内傾向成分Ｚｉ（ｉ＝１〜ｎ）が算出される（図１０の工程Ｓ２）。
【００６１】
次に、式（２）を用いて熱板９０の各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値Ｔが算出される。このとき、式（２）のＺの項に、図１２に示すように上述のウェハ面内の測定線幅の面内傾向Ｚの各面内傾向成分Ｚｉ（ｉ＝１〜ｎ）が代入される。測定線幅の複数の面内傾向成分Ｚｉは、例えば温度設定の変更により改善可能な面内傾向成分、例えばＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ９などと、それ以外の改善不能な面内傾向成分に分けることができ、式（２）により擬似逆行列の算出モデルＭ−１’を用いて近似計算することにより、複数の面内傾向成分Ｚｉのうちの、改善可能な面内傾向成分を零にするような近似値である各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５が算出される。（図１０の工程Ｓ３）。
【００６２】
次に、式（１）を用いて改善面内傾向Ｚａが算出される。このとき、式（１）のＴの項に、図１３に示すように上述の温度補正値Ｔ１〜Ｔ５が代入される。この式（１）により、各面内傾向成分Ｚｉが求められ、改善面内傾向Ｚａが算出される（図１０の工程Ｓ４）。なお、このときの面内傾向成分Ｚｉのうちの零でないものが、温度補正値Ｔ１〜Ｔ５の設定により改善する面内傾向成分となる。
【００６３】
続いて、図７に示すように上述の測定線幅の面内傾向Ｚから、改善面内傾向Ｚａが引き算されて、温度設定変更後の線幅の面内傾向Ｚｂが算出される（図１０の工程Ｓ５）。その後、この温度設定変更後の線幅の面内傾向Ｚｂを考慮して、各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値の設定変更が行われる。
【００６４】
以上の実施の形態によれば、現状のウェハ面内の線幅測定結果から式（１）を用いて改善面内傾向Ｚａを算出し、現状のウェハ面内の測定線幅の面内傾向Ｚからその改善面内傾向Ｚａを引いて、温度設定変更後の線幅の面内傾向Ｚｂを推定している。これにより、従来のように作業員の知識や経験に頼ることなく、温度設定変更後の線幅の面内傾向Ｚｂを正確に算出することができるので、従来のように温度補正値の設定変更を何度もやり直す必要がなく、熱板９０の温度設定を短時間で適正に行うことができる。
【００６５】
ところで、温度設定変更後の線幅の面内傾向Ｚｂを推定する場合、例えば図１４に示すようにウェハ面内の測定値から得られたウェハ面内の線幅の面内傾向Ｚを、理論的に改善可能な面内傾向Ｚｃと改善不能な面内傾向Ｚｄに分割し、そのウェハ面内の測定線幅の面内傾向Ｚから改善可能な面内傾向Ｚｃを引き算することによって、直接的に温度設定変更後の面内傾向Ｚｂを求めることも考えられる。これは、温度補正値の設定変更によって理論的に改善可能な面内傾向Ｚｃが完全に零になることを前提にしているが、現実的には、改善可能な面内傾向Ｚｃを零にするような温度補正値を求めて設定することはできない。例えばその改善可能な面内傾向Ｚｃを零にするための各熱板領域の温度補正値Ｔは、上述したように式（２）により求められて、近似値になる。つまり、通常は、線幅の面内傾向Ｚの面内傾向成分Ｚｉの数と熱板領域の温度補正値との数が異なるため、線幅の面内傾向成分Ｚｉと各熱板領域の温度変動との相関である算出モデルＭの逆関数が存在しない。そして、算出モデルＭの逆関数の代わりに式(２)のように擬似逆行列Ｍ−１’が用いられるため、各熱板領域の温度補正値Ｔは近似値になる。このように温度補正値Ｔは、近似値であるので、実際にこの温度補正値Ｔを設定しても、理論的に改善可能な面内傾向Ｚｃを完全に零にすることはできない。したがって、図１４に示したように改善可能な面内傾向Ｚｃが完全に零になると仮定して、温度設定変更後の面内傾向Ｚｂを推定すると、その精度が低くなる。
【００６６】
これに対して本実施の形態では、実際に入力される温度補正値Ｔから、式（１）を用いて実際に改善させる改善面内傾向Ｚａが求められ、その改善面内傾向Ｚａをウェハ面内の測定線幅の面内傾向Ｚから引き算することにより、改善できない面内傾向、つまり温度設定変更後の面内傾向Ｚｂを算出できる。つまり、現実的に改善させる改善面内傾向Ｚａに基づいて温度設定変更後の面内傾向Ｚｂを算出するので、より正確に温度設定変更後の面内傾向の状態を推定できる。
【００６７】
さらに、実際に熱板９０の温度制御装置９２に入力される温度補正値Ｔは、熱板９０の温度制御装置の仕様に合わせた特定の桁数の数値であり、式（２）から求められた計算値をさらに端数処理したものである。したがって、理論的に改善可能な面内傾向を零にする温度補正値と、実際に入力される温度補正値との差はさらに大きい。したがって、この点からも、本実施の形態のように、実施に入力される温度補正値から式（１）を用いて改善面内傾向Ｚａを算出し、その改善面内傾向Ｚａから温度設定変更後の面内傾向Ｚｂを算出することにより、温度設定変更後の面内傾向Ｚｂを正確に推定できる。
【００６８】
なお、以上の実施の形態では、式（１）において、各熱板領域の温度補正値とウェハ面内の温度変動量との関数として算出モデルＭを用いていたが、非線形関数などの他の関数Ｆ（Ｔ）を用いてもよい。
【００６９】
以上の実施の形態では、ウェハ面内の線幅の面内傾向が、ゼルニケ多項式を用いて複数の面内傾向成分Ｚｉに分解されて表されていたが、他の方法によって表されてもよい。
【００７０】
例えば図１５に示すようにウェハ面内の複数の測定点Ｑの線幅測定値Ｄをウェハ面上の高さ方向に表すことにより、ウェハ面内の測定線幅の面内傾向が示される。そして、その複数の測定点Ｑの線幅測定値Ｄが例えば図１６に示すようにＸ軸を含む垂直面に投射され、その線幅測定値Ｄの分布から、最小二乗法を用いて、一つの面内傾向成分となるＸ方向の傾き成分Ｆｘが算出される。また、複数の測定点Ｑの線幅測定値Ｄが図１７に示すようにＹ軸を含む垂直面に投射され、その線幅測定値Ｄの分布から、最小二乗法を用いて、一つの面内傾向成分となるＹ方向の傾き成分Ｆｙが算出される。さらに、線幅測定値Ｄの全体の面内傾向から、Ｘ方向の傾き成分ＦｘとＹ方向の傾き成分Ｆｙを除くことにより、図１８に示すように一つの面内傾向成分である凸状の湾曲成分Ｆｚが算出される。こうすることによって、ウェハ面内の線幅の面内傾向Ｚや改善面内傾向Ｚａを、面内傾向成分Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚに分解して表することができる。
【００７１】
ところで、熱板９０の温度設定の変更は、例えば改善面内傾向Ｚａの大きさ（ばらつき具合）が、予め定められている閾値を超えた場合にのみ行うようにしてもよい。
【００７２】
この場合、例えば塗布現像処理システム１において連続的に処理されているウェハＷが所定枚数置きに定期的に線幅測定される。そして線幅測定により得られたウェハ面内の測定線幅結果から、上述したように式（１）、式（２）を用いて改善面内傾向Ｚａが求められ、その改善面内傾向Ｚａの大きさを示す例えば３σの値が、予め設定されている閾値を超えているか否か判定される。
【００７３】
そして、図１９（ａ）に示すように改善面内傾向Ｚａの３σが閾値Ｌ以下の場合には、熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値Ｔの変更が行われず、図１９（ｂ）に示すように改善面内傾向Ｚａの３σが閾値Ｌを超えている場合には、熱板９０の各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値Ｔが変更される。
【００７４】
この例によれば、ウェハ面内の測定線幅の面内傾向のうちの改善面内傾向Ｚａの３σが、予め設定されている閾値Ｌを超えているか否かを判断し、超えている場合に、熱板９０の各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の温度補正値Ｔが変更されるので、例えば作業員の経験や知識に左右されることなく、温度補正値Ｔの設定変更のタイミングを安定化できる。また、改善面内傾向Ｚａが大きくなった場合にのみ温度補正値Ｔの変更を行うので、余計な場合に温度補正値Ｔが変更されることなく、温度補正値Ｔの設定変更のタイミングを適正化できる。
【００７５】
なお、この例において、改善面内傾向Ｚａの３σが閾値Ｌを超えているか否かで温度設定変更の有無を判定していたが、改善面内傾向Ｚａの大きさを、ウェハ面内の最大値と最小値の差で表しそれをその閾値と比較して、温度設定変更の有無を判定してもよい。
【００７６】
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。
【００７７】
また、上記実施の形態において、温度設定される熱板９０は、５つの領域に区画されていたが、その数は任意に選択できる。また、熱板９０の区画領域の形状も任意に選択できる。上記実施の形態では、ウェハ面内の線幅に基づいて、ＰＥＢ装置８４の熱板９０の温度設定を行う例であったが、プリベーキング装置やポストベーキング装置などにある他の熱処理を行う熱板の温度設定や、ウェハＷを冷却する冷却処理装置の冷却板の温度設定を行う場合にも本発明は適用できる。また、以上の実施の形態では、ウェハ面内の線幅に基づいて熱板の温度設定を行っていたが、ウェハ面内の線幅以外の他の処理状態、例えばレジストパターンの溝の側壁の角度（サイドウォールアングル）やレジストパターンの膜厚に基づいてＰＥＢ装置、プリベーキング装置、ポストベーキング装置などの熱処理板の温度設定を行うようにしてもよい。さらに、以上の実施の形態では、フォトリソグラフィー工程後であって、エッチング工程前のレジストパターンの線幅に基づいて熱板の温度設定を行っていたが、エッチング工程後のパターンの線幅やサイドウォールアングルに基づいて熱処理板の温度設定を行ってもよい。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を熱処理する熱処理板の温度設定にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、基板を載置して熱処理する熱処理板の温度設定を行う際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】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２】図１の塗布現像処理システムの正面図である。
【図３】図１の塗布現像処理システムの背面図である。
【図４】ＰＥＢ装置の熱板の構成を示す平面図である。
【図５】線幅測定装置の構成の概略を示す説明図である。
【図６】温度設定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】現状のウェハ面内の測定線幅の面内傾向から改善面内傾向を引き算することにより温度設定変更後の面内傾向を算出する内容を示す説明図である。
【図８】ウェハ面内の線幅の面内傾向をゼルニケ多項式を用いて複数の面内傾向成分に分解した状態を示す説明図である。
【図９】算出モデルの一例を示す行列式である。
【図１０】温度設定プロセスを示すフロー図である。
【図１１】ウェハ面内の線幅の測定点を示す説明図である。
【図１２】測定線幅の面内傾向成分を代入して温度補正値を算出する式（２）を示す。
【図１３】温度補正値を代入して改善面内傾向を算出する式（１）を示す。
【図１４】現状のウェハ面内の測定線幅の面内傾向を、改善可能な面内傾向と改善不能な面内傾向に分ける内容を示す説明図である。
【図１５】線幅測定値のばらつき傾向を示す説明図である。
【図１６】線幅測定値のばらつき傾向のＸ方向の傾き成分を示す説明図である。
【図１７】線幅測定値のばらつき傾向のＹ方向の傾き成分を示す説明図である。
【図１８】線幅測定値のばらつき傾向の湾曲成分を示す説明図である。
【図１９】改善面内傾向の３σが閾値を超える場合と超えない場合を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８０】
１    塗布現像処理システム
８４  ＰＥＢ装置
９０  熱板
１２０  線幅測定装置
１５０  温度設定装置
Ｒ１〜Ｒ５  熱板領域
Ｗ１〜Ｗ５  ウェハ領域
Ｍ    算出モデル
Ｚ    面内傾向
Ｚａ  改善面内傾向
Ｚｂ  温度設定変更後の面内傾向
Ｗ    ウェハ
【図１】
2008118041.tif 000003
【図２】
2008118041.tif 000004
【図３】
2008118041.tif 000005
【図４】
2008118041.tif 000006
【図５】
2008118041.tif 000007
【図６】
2008118041.tif 000008
【図７】
2008118041.tif 000009
【図８】
2008118041.tif 000010
【図９】
2008118041.tif 000011
【図１０】
2008118041.tif 000012
【図１１】
2008118041.tif 000013
【図１２】
2008118041.tif 000014
【図１３】
2008118041.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2008118041.tif 000018
【図１７】
2008118041.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2008118041.tif 000021