(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にレジスト液を塗布する塗布処理と、塗布処理後の基板を加熱処理する第一の加熱処理と、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理と、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる第二の加熱処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理とを一連の処理として実行し、前記基板に所定のレジストパターンを形成する基板処理装置であって、
前記現像処理後に前記基板に形成されたレジストパターンのサイドウォールアングルを測定検査する検査装置と、
前記現像処理後のレジストパターンのサイドウォールアングルの目標値と前記検査装置によるサイドウォールアングルの検査結果との差分に基づいて、前記現像処理後のサイドウォールアングルが前記目標値に近似するように、前記第一の加熱処理または前記第二の加熱処理での処理条件の設定を行う制御部とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記検査装置は、前記現像処理後に前記基板に形成されたレジストパターンの線幅を測定検査し、
前記制御部は、前記現像処理後のレジストパターンの線幅の目標値と前記検査装置による線幅の検査結果との差分に基づいて、前記現像処理後のレジストパターンの線幅が前記目標値に近似するように、前記第二の加熱処理または前記第一の加熱処理での処理条件の設定を行うことを特徴とする請求項１に記載された基板処理装置。
【請求項３】
前記第一の加熱処理を行う第一の熱処理装置と、前記第二の加熱処理を行う第二の熱処理装置とを備え、
前記第一の熱処理装置と前記第二の熱処理装置とは夫々、
複数の加熱領域に区画され、前記複数の加熱領域上に前記基板が載置される熱処理板と、前記複数の加熱領域の夫々を独立して加熱する加熱手段とを有し、
前記検査装置は、前記複数の加熱領域の夫々において加熱処理された前記基板の各基板領域に対して、前記現像処理後におけるレジストパターンを測定検査することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された基板処理装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記熱処理板の複数の加熱領域の夫々について、加熱処理の条件設定を行うことを特徴とする請求項３に記載された基板処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、少なくとも熱処理温度とレジスト液の種類の組み合わせにより定まる処理レシピ毎に、前記第一の加熱処理または前記第二の加熱処理での処理条件の設定を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項６】
前記第一の熱処理装置及び第二の熱処理装置での加熱処理の条件は、少なくとも熱処理温度と、熱処理時間と、昇降温温度とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された基板処理装置。
【請求項７】
基板にレジスト液を塗布する塗布処理と、塗布処理後の基板を加熱処理する第一の加熱処理と、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理と、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる第二の加熱処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理とを一連の処理として実行し、前記基板に所定のレジストパターンを形成する基板処理方法であって、
前記現像処理後に前記基板に形成されたレジストパターンのサイドウォールアングルを測定検査するステップと、
前記現像処理後のレジストパターンのサイドウォールアングルの目標値と、前記検査装置によるサイドウォールアングルの検査結果との差分に基づいて、前記現像処理後のサイドウォールアングルが前記目標値に近似するように、前記第一の加熱処理または前記第二の加熱処理での処理条件の設定を行うステップとを実行することを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
前記現像処理後に前記基板に形成されたレジストパターンの線幅を測定検査するステップと、
前記現像処理後のレジストパターンの線幅の目標値と、前記検査装置による線幅の検査結果との差分に基づいて、前記現像処理後のパターンの線幅が前記目標値に近似するように、前記第二の加熱処理または前記第一の加熱処理での処理条件の設定を行うステップとを実行することを特徴とする請求項７に記載された基板処理方法。
【請求項９】
前記第一の加熱処理及び第二の加熱処理の条件は、少なくとも熱処理温度と、熱処理時間と、昇降温温度とを含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載された基板処理方法。
【請求項１０】
前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の基板処理装置において、
コンピュータに、前記請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の基板処理方法を実行させることを特徴とする基板処理プログラム。
【請求項１１】
前記請求項１０に記載の基板処理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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィ技術により基板上に所定のパターンを形成する基板処理装置、基板処理方法、基板処理プログラム及びそ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に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィ工程においては、例えば被処理基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと称呼する）上に、塗布液である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、塗布処理後のウエハを加熱処理するプリベーキング処理（ＰＡＢ）、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ポストエクスポージャベーキング処理（ＰＥＢ）、露光されたレジスト膜を現像する現像処理等が順次行われ、ウエハ上に所定のレジストパターンが形成される。
【０００３】
前記フォトリソグラフィ工程後に形成されるレジストパターンの線幅（ＣＤ）やサイドウォールアングル（ＳＷＡ）等のレジストパターン形状（以下、レジストプロファイルと称呼する）は、従来から露光処理におけるフォーカス補正の設定を行うことにより制御されている。
尚、サイドウォールアングル（ＳＷＡ）とは、図１１のレジストパターン線の断面図に示すように、線側壁の傾斜角θ１のことである。
【０００４】
また、前記レジストプロファイルは、フォトリソグラフィ工程における熱処理によっても影響を受けるため、熱処理装置においても処理条件の設定が厳格に制御されている。加熱時のウエハ面内の温度を厳格に制御するため、熱処理装置の熱処理板は、複数の領域に分割され、加熱領域毎に独立したヒータが内蔵され、加熱領域毎に温度調整されている。
【０００５】
ところで、前記熱処理板の各加熱領域の温度調整を全て同じ設定温度で行うと、例えば各加熱領域の熱抵抗などの相違により、熱処理板上のウエハ面内の温度がばらつくことがある。即ち、ウエハ面内の温度がばらつくと、レジストパターンの線幅（ＣＤ）等のレジストプロファイルが不均一となる。
このため、従来から、熱処理板の各加熱領域には、ウエハの面内温度を微調整するための温度補正値（オフセット値）が設定され、熱処理板の各加熱領域の設置温度には、熱処理温度を各温度補正値で補正したものが用いられている（特許文献１参照）。
【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】
【０００６】
前記したように従来にあっては、フォトリソグラフィ工程後のウエハ面内におけるレジストプロファイルの均一性の制御を、熱処理での各加熱領域の温度補正により行い、レジストプロファイルの形成制御を、露光処理でのフォーカス補正により行っている。
しかしながら、近年にあっては、要求されるレジストパターンの微細化が進み、露光処理におけるフォーカス補正では、パターン線幅（ＣＤ）やサイドウォールアングル（ＳＷＡ）等のレジストプロファイルの形成制御が高精度に出来ないという課題があった。
また、露光処理でのフォーカス補正によりレジストプロファイルの形成制御が精度よく出来ない場合には、ウエハの複数領域での露光処理に差異が生じ、結果的にレジストプロファイルがウエハ面内で不均一になるという課題があった。
【０００７】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、フォトリソグラフィ工程後において、露光処理の精度に拠らず、所望のレジストパターン形状を得ることができ、前記レジストパターンを基板面内で均一にすることのできる基板処理装置、基板処理方法、基板処理プログラム及びそ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】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明にかかる基板処理装置は、基板にレジスト液を塗布する塗布処理と、塗布処理後の基板を加熱処理する第一の加熱処理と、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理と、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる第二の加熱処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理とを一連の処理として実行し、前記基板に所定のレジストパターンを形成する基板処理装置であって、前記現像処理後に前記基板に形成されたレジストパターンのサイドウォールアングルを測定検査する検査装置と、前記現像処理後のレジストパターンのサイドウォールアングルの目標値と前記検査装置によるサイドウォールアングルの検査結果との差分に基づいて、前記現像処理後のサイドウォールアングルが前記目標値に近似するように、前記第一の加熱処理または前記第二の加熱処理での処理条件の設定を行う制御部とを備えることに特徴を有する。
また、前記検査装置は、前記現像処理後に前記基板に形成されたレジストパターンの線幅を測定検査し、前記制御部は、前記現像処理後のレジストパターンの線幅の目標値と前記検査装置による線幅の検査結果との差分に基づいて、前記現像処理後のレジストパターンの線幅が前記目標値に近似するように、前記第二の加熱処理または前記第一の加熱処理での処理条件の設定を行うことが望ましい。
尚、前記第一の熱処理装置及び第二の熱処理装置での加熱処理の条件は、少なくとも熱処理温度と、熱処理時間と、昇降温温度とを含むことが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、レジストプロファイルであるレジストパターンの線幅とサイドウォールアングルの夫々に対し、目標値を得るための補正を第一の加熱処理と第二の加熱処理の夫々において行うことができる。
したがって、フォトリソグラフィ工程後の基板において、所望の値のパターン線幅とサイドウォールアングルとを得ることができる。
また、所望のレジストプロファイルを得るために、露光処理でのフォーカス補正を用いなくてもよいため、露光処理の精度に拠らず、高精度にレジストプロファイルの管理をすることができる。
【００１０】
また、前記第一の加熱処理を行う第一の熱処理装置と、前記第二の加熱処理を行う第二の熱処理装置とを備え、前記第一の熱処理装置と前記第二の熱処理装置とは夫々、複数の加熱領域に区画され、前記複数の加熱領域上に前記基板が載置される熱処理板と、前記複数の加熱領域の夫々を独立して加熱する加熱手段とを有し、前記検査装置は、前記複数の加熱領域の夫々において加熱処理された前記基板の各基板領域に対して、前記現像処理後におけるレジストパターンを測定検査することが望ましい。
また、前記制御手段は、前記熱処理板の複数の加熱領域の夫々について、加熱処理の条件設定を行うことが望ましい。
このように構成することにより、フォトリソグラフィ工程後の基板において、レジストパターンの線幅及びサイドウォールアングルの夫々について、面内均一とすることができる。
【００１１】
また、前記制御部は、少なくとも熱処理温度とレジスト液の種類の組み合わせにより定まる処理レシピ毎に、前記第一の加熱処理または前記第二の加熱処理での処理条件の設定を行うことが望ましい。
このようにすることにより、処理レシピに応じた適切な条件設定を行うことができるため、処理レシピが異なっても所望のレジストプロファイルを得ることができる。
【００１２】
また、前記課題を解決するために、本発明にかかる基板処理方法は、基板にレジスト液を塗布する塗布処理と、塗布処理後の基板を加熱処理する第一の加熱処理と、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理と、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる第二の加熱処理と、露光されたレジスト膜を現像する現像処理とを一連の処理として実行し、前記基板に所定のレジストパターンを形成する基板処理方法であって、前記現像処理後に前記基板に形成されたレジストパターンのサイドウォールアングルを測定検査するステップと、前記現像処理後のレジストパターンのサイドウォールアングルの目標値と、前記検査装置によるサイドウォールアングルの検査結果との差分に基づいて、前記現像処理後のサイドウォールアングルが前記目標値に近似するように、前記第一の加熱処理または前記第二の加熱処理での処理条件の設定を行うステップとを実行することに特徴を有する。
また、前記現像処理後に前記基板に形成されたレジストパターンの線幅を測定検査するステップと、前記現像処理後のレジストパターンの線幅の目標値と、前記検査装置による線幅の検査結果との差分に基づいて、前記現像処理後のパターンの線幅が前記目標値に近似するように、前記第二の加熱処理または前記第一の加熱処理での処理条件の設定を行うステップとを実行することが望ましい。
尚、前記第一の加熱処理及び第二の加熱処理の条件は、少なくとも熱処理温度と、熱処理時間と、昇降温温度とを含むことが好ましい。
【００１３】
このようにすることにより、レジストプロファイルであるレジストパターンの線幅とサイドウォールアングルの夫々に対し、目標値を得るための補正を第一の加熱処理と第二の加熱処理の夫々において行うことができる。
したがって、フォトリソグラフィ工程後の基板において、所望の値のパターン線幅とサイドウォールアングルとを得ることができる。
また、所望のレジストプロファイルを得るために、露光処理でのフォーカス補正を用いなくてもよいため、露光処理の精度に拠らず、レジストプロファイルの管理をすることができる。
また、前記課題を解決するために、本発明にかかる基板処理プログラムは、前記基板処理装置において、コンピュータに、前記基板処理方法を実行させることに特徴を有し、本発明にかかるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記基板処理プログラムを記録していることに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フォトリソグラフィ工程後において、露光処理の精度に拠らず、所望のレジストパターン形状を得ることができ、前記レジストパターンを基板面内で均一にすることのできる基板処理装置、基板処理方法、基板処理プログラム及びそ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を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法につき、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係る基板処理装置としてのパターン形成装置１の概略構成を示す平面図である。
図１のパターン形成装置１は、被処理基板である半導体ウエハへのレジスト液塗布、加熱処理、現像処理等を行う塗布現像装置１００と、ウエハへの露光処理を行う露光装置２００とを備える。
さらに、塗布現像装置１００及び露光装置２００によるフォトリソグラフィ工程後にレジストパターンの線幅（ＣＤ）やサイドウォールアングル（ＳＷＡ）を測定検査する検査装置４００を備え、前記各装置は、演算部（ＣＰＵ）や記憶部（メモリ）を備える汎用コンピュータである制御部５００により全体制御がなされる。
【００１６】
先ず塗布現像装置１００について図１乃至図３に基づいて簡単に説明する。図２は、図１の塗布現像装置１００の正面図であり、図３は、図１の塗布現像装置１００の背面図である。
図１に示すように、塗布現像装置１００は、例えば２５枚のウエハＷをカセット単位で外部から搬入出したり、カセットＣに対してウエハ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工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各処理ユニット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、露光装置２００との間でウエハＷの受け渡しをするインターフェイス部４とを一体に接続した構成を有している。
【００１７】
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されている。また、カセットステーション２には、搬送路６上をＸ方向に沿って移動可能なウエハ搬送体７が設けられている。このウエハ搬送体７は、カセットＣに収容されたウエハＷのウエハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり、Ｘ軸方向に配列された各カセットのウエハＷに対して選択的にアクセスできるよう構成されている。
【００１８】
さらにウエハ搬送体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に属する温調ユニット６０やトランジションユニット６１に対してもアクセスできるようになされている。
【００１９】
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において、図１中の下側に、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。また、図１中の上側に、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。
【００２０】
第３の処理装置群Ｇ３と第４の処理装置群Ｇ４との間には、第１の搬送装置１０が設けられ、この第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エハＷを搬送できるようになされている。
【００２１】
第４の処理装置群Ｇ４と第５の処理装置群Ｇ５との間には、第２の搬送装置１１が設けられ、この第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Ｇ５内の各処理装置に選択的にアクセスしてウエハＷを搬送できるようになされている。
【００２２】
また、第１の処理装置群Ｇ１には、ウエハＷに所定の液体を供給して処理を行う液処理装置、例えば図２に示すようにウエハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）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ユニット（ＢＡＲＣ）２３、２４が下から順に５段に重ねられている。
【００２３】
第２の処理装置群Ｇ２には、液処理装置、例えばウエハＷに現像液を供給して現像処理する現像処理ユニット（ＤＥＶ）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（ＣＨＭ）３５、３６がそれぞれ設けられている。
【００２４】
また、図３に示すように第３の処理装置群Ｇ３には、温調ユニット（ＴＣＰ）６０、ウエハＷの受け渡しを行うためのトランジションユニット（ＴＲＳ）６１、精度の高い温度管理下でウエハＷを温度調節する高精度温調ユニット（ＣＰＬ）６２〜６４及びウエハＷを高温で加熱処理する高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）６５〜６８が順に９段に重ねられている。
【００２５】
第４の処理装置群Ｇ４では、例えば高精度温調ユニット（ＣＰＬ）７０、レジスト塗布処理後のウエハＷを加熱処理（第一の加熱処理）するプリベーキングユニット（ＰＡＢ／第一の熱処理装置）７１〜７４及び現像処理後のウエハＷを加熱処理するポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）７５〜７９が下から順に１０段に重ねられている。
【００２６】
第５の処理装置群Ｇ５では、ウエハＷを熱処理する複数の熱処理装置、例えば高精度温調ユニット（ＣＰＬ）８０〜８３、露光後のウエハＷを加熱処理（第二の加熱処理）する複数のポストエクスポージャベーキングユニット（ＰＥＢ／第二の熱処理装置）８４〜８９が下から順に１０段に重ねられている。
【００２７】
また、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に示すようにウエハＷを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット（ＡＤ）９０、９１、ウエハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）９２、９３が下から順に４段に重ねられている。
また、第２の搬送装置１１のＸ方向正方向側には、例えばウエハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光ユニット（ＷＥＥ）９４が配置されている。
【００２８】
尚、前記したプリベーキングユニット（ＰＡＢ）７１〜７４やポストエクスポージャベーキングユニット（ＰＥＢ）８４〜８９等の各熱処理装置においては、図４に示すような熱処理板１４０を備えている。
この熱処理板１４０は、図示するように複数、例えば５つの加熱領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５に区画されている。熱処理板１４０は、例えば平面から見て中心部に位置し、円形の加熱領域Ｒ１と、その周囲を円弧状に４等分した加熱領域Ｒ２〜Ｒ５に区画されている。
【００２９】
熱処理板１４０の各加熱領域Ｒ１〜Ｒ５には、加熱手段として、給電により発熱するヒータ１４１が個別に内蔵され、各加熱領域Ｒ１〜Ｒ５毎に加熱できるようになされている。また、各加熱領域Ｒ１〜Ｒ５のヒータ１４１の発熱量は、各熱処理装置が備える温度制御装置１４２により調整されている。温度制御装置１４２は、ヒータ１４１の発熱量を調整して、各加熱領域Ｒ１〜Ｒ５の温度を所定の温度に制御できるようになされている。また、温度制御装置１４２における温度設定は、制御部５００により制御され行われる。
【００３０】
また、インターフェイス部４には、例えば図１に示すようにＸ方向に向けて延伸する搬送路４０上を移動するウエハ搬送体４１と、バッファカセット４２が設けられている。ウエハ搬送体４１は、Ｚ方向に移動可能かつθ方向にも回転可能であり、インターフェイス部４に隣接した露光装置２００と、バッファカセット４２及び第５の処理装置群Ｇ５に対してアクセスしてウエハＷを搬送できるようになされている。
【００３１】
また、露光装置２００は、レジスト液が塗布されたウエハＷに対して、所定のマスクパターンを介して図示しない露光部から所定の光線を照射するものであり、前記露光部は、光源やレンズ、光ファイバなどを備えている。
露光装置２００における露光条件は、露光強度、露光時間、露光焦点（フォーカス）、露光合わせ位置とで決定されるが、それらのパラメータは、制御部５００からの指令に基づき、露光装置２００全体の制御を行うコントローラ２１０により制御されるようになされている。
【００３２】
このように構成された塗布現像装置１００と、露光装置２００とにより、現像処理までの一連のフォトリソグラフィ工程は、次のように行われる。
先ず、カセットステーション２において、未処理のウエハＷを収容したカセットＣから１枚のウエハＷが、ウエハ搬送体７により第３の処理装置群Ｇ３のトランジションユニット（ＴＲＳ）６１に搬送される。そこでウエハＷは、位置合わせが行われた後、アドヒージョンユニット（ＡＤ）９０、９１へ搬送され疎水化処理が行われる。次いで高精度温調ユニット（ＣＰＬ）６２〜６４にて所定の冷却処理が行われ、第１の処理装置群Ｇ１のレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）２０〜２２に搬送されて、ウエハ表面上へのレジスト塗布処理が行われる。尚、トラジション装置６１からレジスト塗布装置２０〜２２までのウエハＷの搬送は第１の搬送装置１０により行われる。
【００３３】
そして、ウエハＷは、第１の搬送装置１０により、第４の処理装置群Ｇ４のプリベーキングユニット（ＰＡＢ）７１〜７４に搬送されて所定の加熱処理、即ちプリベーク処理が行われる。プリベークされたウエハＷは、周辺露光ユニット（ＷＥＥ）９４に搬送され、そこでウエハＷのエッジ部のみが露光処理される。
【００３４】
その後、ウエハＷは、高精度温調ユニット（ＣＰＬ）８０〜８３において冷却処理がなされ、インターフェイス部４のウエハ搬送体４１によりバッファカセット４２に一時保管される。
そしてバッファカセット４２に一時的に保持されたウエハＷは、ウエハ搬送体４１により取り出され、露光装置２００に引き渡され、そこで所定の露光処理が行われる。
【００３５】
露光処理を終えたウエハＷは、再びインターフェイス部４を介して第５の処理装置群Ｇ５のポストエクスポージャベーキングユニット（ＰＥＢ）８４〜８９に搬送され、そこで  露光後の加熱処理が行われる。
次いでウエハＷは、第２の搬送装置１１により第２の処理装置群Ｇ２の現像処理装置３０〜３４に搬送されて現像処理が行われ、次いで第４の処理装置群Ｇ４のポストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）７５〜７９に搬送されて、そこで、現像処理後の加熱処理が行われる。そしてウエハＷは、第３の処理装置群Ｇ３の高精度温調ユニット（ＣＰＬ）６２〜６４で冷却処理が行われ、ウエハ搬送体７によりカセットＣに戻される。
【００３６】
続いて検査装置４００について、図１、図５、図６に基づいて説明する。図５は、検査装置を概略的に示す断面図、図６は検査装置の主要部を示す断面図である。
検査装置４００は、図１に示すように、筐体４０１内に、例えばウエハＷを収納したカセットを搬入出するための搬入出ステージ４０３と、検査ユニット４０２と、この搬入出ステージ４０３と検査ユニット４０２との間でウエハＷを搬送するための専用の補助基板搬送手段をなす、昇降自在、Ｘ、Ｙ方向に移動自在、鉛直軸まわりに回転自在に構成された補助アーム４０４とを備えている。
【００３７】
尚、塗布現像装置１００での現像処理後にカセットＣに戻されたウエハＷは、図示しない搬送機構により、検査装置４００に搬送され検査がなされる。
また、検査装置４００に搬送されるウエハＷは、前記搬入出ステージ４０３のカセットに収納されるよう構成されている。
【００３８】
前記検査ユニット４０２は、図５に示すように、この例では複数個、例えば２個の検査装置として、ウエハＷに形成されたパターンの線幅（ＣＤ）を測定するＣＤ検査装置４０２ａと、パターンのサイドウォールアングル（ＳＷＡ）を測定するＳＷＡ検査装置４０２ｂとが割り当てられている。
前記ＣＤ検査装置４０２ａ、ＳＷＡ検査装置４０２ｂは、例えばＣＣＤカメラによる撮像により前記所定の検査を行うものであり、これら装置の一例について図６に基づいて説明する。
【００３９】
これらの検査装置は、例えば、図示しないウエハＷの搬送口を備えた筐体４０５と、この筐体４０５内に設けられ、ウエハＷを水平に支持してその向きを調整できるように構成された回転載置台４０６と、この回転載置台４０６上のウエハＷを撮像する、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能なＣＣＤカメラ４０７と、照明手段４０８とを備える。そして、ＣＣＤカメラ４０７により得られたウエハＷの画像をデータ処理部であるコンピュータ４０９等にて解析することによって検査を行うように構成されている。
前記コンピュータ４０９は、ＣＣＤカメラ４０７の移動を制御する機能や、制御部５００に測定データを送信する機能を有している。尚、ＣＣＤカメラ４０７は固定されていて、ウエハＷの載置台４０６側がＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動できる構成であってもよい。
【００４０】
前記構成において、ＣＤ検査装置４０２ａでは、コンピュータ４０９が、取得された画像に基づいて、例えば図７に示すウエハＷの所定の複数領域（基板領域）Ａ１〜Ａ５に対し、図８に示すフォトリソグラフィ工程後のパターン線断面図におけるＴＣＤ（上底幅）と、ＢＣＤ（下底幅）の値と、パターン厚さの値とを夫々算出し、その結果を制御部５００に送信するようになされている。
尚、図７に示されたウエハＷの領域Ａ１〜Ａ５は、図４に示したプリベーキングユニット（ＰＡＢ）７１〜７４やポストエクスポージャベーキングユニット（ＰＥＢ）８４〜８９が備える熱処理板１４０の加熱領域Ｒ１〜Ｒ５に夫々対応した領域である。
【００４１】
また、ＳＷＡ検査装置４０２ｂにおいては、ＣＤ検査装置４０２ａで求めたＴＣＤとＢＣＤとパターン厚さの値から（式１）の関係により図７のウエハＷの領域Ａ１〜Ａ５におけるサイドウォールアングルθ１を夫々算出し、その結果を制御部５００に送信するようになされている。
【００４２】
【数１】
0004636555.tif 000002
【００４３】
また、制御部５００は、図１に示すように、プログラムの実行や各種演算等を行う演算部５０１と、記憶手段５０２等とにより構成されている。記憶手段５０２には、一連のフォトリソグラフィ工程を含むパターン形成処理を行うためのプログラムＰと、後述する参照テーブルＴと、その他、処理条件が設定された複数の処理レシピデータ等が記録されている。
尚、制御部５００において、プログラムＰ等が記録される記憶手段５０２は、ハードディスク、不揮発メモリ、抜き差し可能な記録媒体（例えば光ディスク、メモリカード）等のいずれの記録媒体であってもよい。
【００４４】
前記検査ユニット４０２からの測定結果を取得した制御部５００は、ウエハＷの各領域Ａ１〜Ａ５について測定されたパターン線幅（ＣＤ）及びサイドウォールアングル（ＳＷＡ）の夫々に対し、フォトリソグラフィ工程後の目標パターン線幅（目標ＣＤ）、目標サイドウォールアングル（目標ＳＷＡ）との差分ΔＣＤ、ΔＳＷＡを夫々求め、それらに基づき温度オフセット値等の各補正値を求めるようになされている。
尚、目標パターン線幅（目標ＣＤ）や、目標ＣＤに対し差分ΔＣＤを求めるために用いられる検査ユニット４０２で測定されたパターン線幅（ＣＤ）は、ＴＣＤとＢＣＤのどちらか一方が適用できるが、本実施の形態ではＢＣＤを適用するものとし説明する。
【００４５】
前記差分ΔＣＤ及びΔＳＷＡから温度オフセット値等の各補正値を求める方法としては、例えば、制御部５００において、記憶手段５０２に記録された図９に示すような参照テーブルＴが用いられる。
この参照テーブルＴには、前記差分ΔＣＤ及びΔＳＷＡに対する最適な温度オフセット値等の加熱処理条件の各補正値（オフセット値）が、プリベーキングユニット（ＰＡＢ）７１〜７４或いはポストエクスポージャベーキングユニット（ＰＥＢ）８４〜８９における各加熱領域Ｒ１〜Ｒ５の夫々について予め設定されている。
尚、加熱処理の条件としては、少なくとも熱処理温度と、熱処理時間と、昇降温温度とを含んでいる。
即ち、これらオフセット値が適用されることにより、フォトリソグラフィ工程後のウエハＷの各領域Ａ１〜Ａ５夫々において、目標レジストパターン線幅（ＣＤ）及び目標サイドウォールアングル（ＳＷＡ）に近似したレジストパターンを得ることができる。
尚、前記参照テーブルＴは、レジスト液の種類や熱処理温度等の組み合わせによって定義される処理レシピ毎に設定されている。
【００４６】
また、前記ΔＣＤに基づく温度オフセット値等の各補正値（オフセット値）がプリベーキングユニット（ＰＡＢ）７１〜７４に対して適用される場合には、ΔＳＷＡに基づく温度オフセット値等の各補正値（オフセット値）がポストエクスポージャベーキングユニット（ＰＥＢ）８４〜８９に対して適用される。
或いは、逆にΔＣＤに基づく温度オフセット値等の各補正値（オフセット値）がポストエクスポージャベーキングユニット（ＰＥＢ）８４〜８９に対して適用される場合には、ΔＳＷＡに基づく温度オフセット値等の各補正値（オフセット値）がプリベーキングユニット（ＰＡＢ）７１〜７４に対して適用される。
【００４７】
このようになされることにより、フォトリソグラフィ工程後のレジストパターンの線幅（ＣＤ）とサイドウォールアングル（ＳＷＡ）の夫々に対して目標値に近似させるための最適なオフセット（補正）値の設定を行うことができる。
【００４８】
続いて、前記のように構成されたパターン形成装置１における熱処理条件の補正制御について図１０のフロー図に基づき説明する。
先ず、前回のパターン形成工程において、ウエハＷの領域Ａ１〜Ａ５の夫々におけるΔＣＤやΔＳＷＡの各差分値が記憶手段５０２に記録されている場合には、それがプログラムＰのパラメータとして設定される（図１０のステップＳ１）。
【００４９】
次いで、プログラムＰが実行され（図１０のステップＳ２）、塗布現像装置１００及び露光装置２００によるフォトリソグラフィ工程が行われる。
尚、このときプログラムＰは、フォトリソグラフィ工程において、パラメータとして設定された複数のΔＣＤとΔＳＷＡに基づき参照テーブルＴから温度オフセット値等の各補正値を夫々導出し、それらの値をプリベーキングユニット（ＰＡＢ）７１〜７４、ポストエクスポージャベーキングユニット（ＰＥＢ）８４〜８９においてオフセット値として設定する。
これにより、フォトリソグラフィ工程後のウエハＷにおいて、領域Ａ１〜Ａ５に亘り線幅（ＣＤ）やサイドウォールアングル（ＳＷＡ）が略均一で、且つ目標値に近似のレジストパターンが得られる（図１０のステップＳ３）。
【００５０】
ウエハＷ上に所定のレジストパターン形成後、検査ユニット４０２により、ウエハＷの各領域Ａ１〜Ａ５におけるレジストパターンの線幅（ＣＤ）とサイドウォールアングル（ＳＷＡ）とが測定され、制御部５００に出力される（図１０のステップＳ４）。
測定結果を取得した制御部５００は、目標値との差分を夫々求め（図１０のステップＳ５）、差分がある場合には、その差分ΔＣＤ、ΔＳＷＡを次回使用するパラメータとして記憶手段５０２に記録する（図１０のステップＳ６）。
【００５１】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、フォトリソグラフィ工程後のウエハＷの複数領域に対してパターンの線幅（ＣＤ）及びサイドウォールアングル（ＳＷＡ）が測定され、それらを前記複数領域間で均一にし、且つ、夫々の目標値に近似させるための熱処理装置でのオフセット値が求められる。そして、そのオフセット値が次回のパターン形成工程において使用されるため、常にフォトリソグラフィ工程後において、レジストプロファイルであるパターンの線幅（ＣＤ）とサイドウォールアングル（ＳＷＡ）とが、夫々ウエハ面内均一で、且つ、目標値に近似なウエハＷを得ることができる。
また、前記実施の形態によれば、所望のレジストプロファイルを得るために、露光装置２００でのフォーカス補正を用いなくてもよいため、露光装置２００の精度に拠らず、高精度にレジストプロファイルの管理をすることができる。
【００５２】
尚、前記実施の形態において、熱処理板１４０の加熱領域は、Ｒ１〜Ｒ５の５つの領域に分割されたものとし、それに対応するウエハ領域（基板領域）もＡ１〜Ａ５の５つの領域としたが、それに限定されることなく、例えば、より多くの領域に分割されていてもよい。
また、前記実施の形態においては、図１に示すように検査装置４００と制御部５００とを、塗布現像装置１００に対し夫々独立させた配置構成とした。しかしながら、その形態に限定されず、検査装置４００と制御部５００とを、必要に応じて塗布現像装置１００の中に組み込んだ構成としてもよい。そのような構成とすれば、クリーンルーム内に配置される装置が占める面積（フットプリント）を縮小することができる。
また、前記実施の形態においては、被処理基板として半導体ウエハを例としたが、本発明における基板は、半導体ウエハに限らず、ＬＣＤ基板、ＣＤ基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、例えば、半導体ウエハ等の基板にフォトリソグラフィ技術により所定のパターンを形成するパターン形成装置に適用でき、半導体製造業界、電子デバイス製造業界等において好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本発明に係る基板処理装置としてのパターン形成装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図２は、図１の塗布現像装置の正面図である。
【図３】図３は、図１の塗布現像装置の背面図である。
【図４】図４は、図１の塗布現像装置の熱処理装置が備える熱処理板の構成を概略的に示す図である。
【図５】図５は、図１のパターン形成装置が備える検査装置を概略的に示す断面図である。
【図６】図６は、検査装置の主要部を示す断面図である。
【図７】図７は、熱処理板の加熱領域に夫々対応したウエハの各領域を示す図である。
【図８】図８は、サイドウォールアングルを算出する式を説明するための図である。
【図９】図９は、オフセット値を記録した参照テーブルの例である。
【図１０】図１０は、パターン形成装置における熱処理条件の補正制御の流れを示すフロー図である。
【図１１】図１１は、サイドウォールアングルを説明するための図である。
【符号の説明】
【００５５】
１          パターン形成装置（基板処理装置）
７１〜７４  プリベーキングユニット（第一の熱処理装置）
８４〜８９  ポストエクスポージャベーキングユニット（第二の熱処理装置）
１００      塗布現像装置
２００      露光装置
４００      検査装置
５００      制御部（コンピュータ）
５０２      記憶手段（記録媒体）
Ａ１〜Ａ５  基板領域
ＣＤ        パターン線幅
Ｒ１〜Ｒ５  加熱領域
Ｐ          プログラム
ＳＷＡ      サイドウォールアングル
Ｗ          ウエハ（基板）
【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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