(57)【要約】  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処理を含む、レジストパターンを形成するための一連の処理を基板に対して行う基板処理装置であって、前記一連の処理を行う複数の処理部と、前記一連の処理が行われる前の基板を一時的に待機させる待機部と、少なくとも基板の搬送を制御する制御部と、を備え、該制御部は、当該基板処理装置からの基板の搬送先の露光装置において前記レジスト膜が形成された基板に対し行われる露光処理の時間に関する情報を取得し、前記レジスト塗布処理から前記露光処理が開始されるまでの時間が基板毎に一定になるように、前記待機部で基板を待機させる。
2019159736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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処理を含む、レジストパターンを形成するための一連の処理を基板に対して行う基板処理装置であって、
前記一連の処理を行う複数の処理部と、
前記一連の処理が行われる前の基板を一時的に待機させる待機部と、
少なくとも基板の搬送を制御する制御部と、を備え、
該制御部は、当該基板処理装置からの基板の搬送先の露光装置において前記レジスト膜が形成された基板に対し行われる露光処理の時間に関する情報を取得し、前記レジスト塗布処理から前記露光処理が開始されるまでの時間が基板毎に一定になるように、前記待機部で基板を待機させる。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記露光処理の時間に関する情報は、前記露光処理の終了時刻の情報または前記露光処理の開始時刻の情報の少なくともいずれかである。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記露光処理の時間に関する情報を、当該露光処理を行う露光装置から受信して取得する。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記露光処理の時間に関する情報を、基板の搬送履歴に基づいた予測により取得する。
【請求項５】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、
さらに、前記露光装置での露光処理における処理条件の制御を行い、
前記露光装置で行われた露光処理に関する情報に基づいて、露光処理及び現像処理が行われた前記レジストパターンの寸法を予測し、予測結果に基づいて、前記露光処理での露光量を補正する。
【請求項６】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、
さらに、前記一連の処理に含まれる前記露光処理より後の処理における処理条件の制御を行い、
前記一連の処理に含まれる前記露光処理より前の処理の実績に基づいて、露光処理及び現像処理が行われた前記レジスト膜のパターンの寸法を予測し、予測結果に基づいて、前記露光処理より後の処理における処理条件を補正する。
【請求項７】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記レジスト液はＫｒＦレジスト液である。
【請求項８】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記レジスト膜の膜厚は１０μｍ以上である。
【請求項９】
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処理を含む、レジストパターンを形成するための一連の処理を基板に対して行う基板処理装置であって、
一連の処理を行う複数の処理部と、
少なくとも基板の搬送を制御する制御部と、を備え、
該制御部は、
前記複数の処理部それぞれの内部に基板が滞在する時間長さが、レジスト膜が形成された基板に対する露光処理を行う露光装置内に基板が滞在する時間長さと等しくなるように、基板の搬送を制御する。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記露光装置内に基板が滞在する時間長さに関する情報を当該露光装置から受信し取得する。
【請求項１１】
請求項９に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記露光装置内に基板が滞在する時間長さを、当該基板処理装置における基板の搬送履歴から予測する。
【請求項１２】
請求項９に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、
さらに、前記露光装置での露光処理における処理条件の制御を行い、
前記露光装置で行われた露光処理に関する情報に基づいて、露光処理及び現像処理が行われた前記レジストパターンの寸法を予測し、予測結果に基づいて、前記露光処理での露光量を補正する。
【請求項１３】
請求項９に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、
さらに、前記一連の処理に含まれる前記露光処理より後の処理における処理条件の制御を行い、
前記一連の処理に含まれる前記露光処理より前の処理の実績に基づいて、露光処理及び現像処理が行われた前記レジスト膜のパターンの寸法を予測し、予測結果に基づいて、前記露光処理より後の処理における処理条件を補正する。
【請求項１４】
請求項９に記載の基板処理装置において、
前記レジスト液はＫｒＦレジスト液である。
【請求項１５】
請求項９に記載の基板処理装置において、
前記レジスト膜の膜厚は１０μｍ以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年２月１６日に日本国に出願された特願２０１８−０２６４５５号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。【０００２】
本発明は、基板に対して所定の処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば半導体デバイスの製造工程におけるフォトリソグラフィ工程では、ウェハ上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、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などの一連の処理が順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。これらの一連の処理は、ウェハを処理する各種処理部やウェハを搬送する搬送機構などを搭載した基板処理装置である塗布現像処理装置と、該塗布現像処理装置と接続された露光装置で行われている。【０００４】
上述の塗布現像処理装置としては、各種処理部が設けられた処理ブロックと露光装置との間に位置するインターフェースブロック等に、ウェハを待機させる待機部が設けられたものが知られている（特許文献１参照）。【０００５】
また、従来、上述の塗布現像処理装置と露光装置とが接続された処理システムでは、露光装置が待機する時間を無くすために、つまり、露光装置をフル稼働させるために、レジスト膜が形成されたウェハが途切れることなく露光装置に搬入されることが要求されていた。そこで、レジスト塗布処理等の露光処理より前までの処理を塗布現像処理装置内でウェハに対して順次行い、露光処理より前までの処理が終了したウェハは露光処理開始まで所定の場所で待機させ、露光処理前までの処理が終了してから露光処理を開始するまでの時間を調整することにより、露光装置をフル稼働させるようにしている。ウェハを待機させる上記所定の場所は、例えば、特許文献１のような構成が採用されている場合には、インターフェースブロックの待機部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国２０１３−１６２１１１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、本発明者らの検討によれば、長い露光時間が必要なレジスト膜や、膜厚の大きいレジスト膜の場合、前述のように塗布現像処理装置における露光処理前の処理が終了してから露光処理を開始するまでの時間を調整する構成では、所望のパターンのレジスト膜が得られないことがある。
特許文献１はこの点に関し開示するものではない。【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、長い露光時間が必要なレジスト膜や膜厚の大きいレジスト膜であっても所望のレジスト膜のパターンが得られる基板処理装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の一態様は、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処理を含む、レジストパターンを形成するための一連の処理を基板に対して行う基板処理装置であって、前記一連の処理を行う複数の処理部と、前記一連の処理が行われる前の基板を一時的に待機させる待機部と、少なくとも基板の搬送を制御する制御部と、を備え、該制御部は、当該基板処理装置からの基板の搬送先の露光装置において前記レジスト膜が形成された基板に対し行われる露光処理の時間に関する情報を取得し、前記レジスト塗布処理から前記露光処理が開始されるまでの時間が基板毎に一定になるように、前記待機部で基板を待機させる。【００１０】
別な観点による本発明の一態様は、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処理を含む、レジストパターンを形成するための一連の処理を基板に対して行う基板処理装置であって、一連の処理を行う複数の処理部と、少なくとも基板の搬送を制御する制御部と、を備え、該制御部は、前記複数の処理部それぞれの内部に基板が滞在する時間長さが、前記複数の処理部それぞれの内部に基板が滞在する時間長さが、レジスト膜が形成された基板に対する露光処理を行う露光装置内に基板が滞在する時間長さと等しくなるように、基板の搬送を制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、長い露光時間が必要なレジスト膜や膜厚の大きいレジスト膜であっても所望のレジスト膜のパターンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態にかかる基板処理装置の構成の概略を示す説明図である。
【図２】本実施形態にかかる基板処理装置の構成の概略を示す正面図である。
【図３】本実施形態にかかる基板処理装置の構成の概略を示す背面図である。
【図４】従来のウェハ処理のタイムチャートである。
【図５】ＥＵＶリソグラフィ用のレジスト膜を用いた場合における、塗布処理終了後から現像処理終了までのレジスト膜の状態及び反応の様子を示す概念図である。
【図６】第１実施形態のウェハ処理のタイムチャートである。
【図７】膜厚の大きいレジスト膜を用いた場合における、塗布処理終了後から現像処理終了までのレジスト膜の状態及び反応の様子を示す概念図である。
【図８】比較例におけるレジストパターンの線幅の面内平均を示した図である。
【図９】実施例におけるレジストパターンの線幅の面内平均を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる基板処理装置の構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、各々基板処理システムの内部構成の概略を模式的に示す、正面図と背面図である。本実施の形態における基板処理装置は、レジスト塗布処理や現像処理を行う塗布現像処理装置であり、長い露光時間が必要なレジスト膜として、例えばＥＵＶ（Extreme Ultra-Violet）リソグラフィ用のレジスト膜を形成し、または、膜厚の大きいレジスト膜として、例えば３Ｄ  ＮＡＮＤ型の半導体デバイスの製造に用いられるレジスト膜等の１０μｍ以上の膜厚のレジスト膜を形成する。以下、本実施形態の基板処理装置について、レジスト膜としてＥＵＶリソグラフィ用のレジスト膜を形成する場合を例にして説明する。なお、以下では、ＥＵＶリソグラフィ用のレジスト膜を「ＥＵＶレジスト膜」といい、ＥＵＶレジスト膜の形成に用いられるレジスト液を「ＥＵＶレジスト液」という。
【００１５】
基板処理装置１は、図１に示すように複数枚のウェハ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１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理部を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接する露光装置１２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１３とを一体に接続した構成を有している。
なお、本例の露光装置１２は、ＥＵＶ光を用いた露光処理を行う。
【００１６】
カセットステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。カセット載置台２０には、基板処理装置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を載置するカセット載置板２１が複数設けられている。
【００１７】
カセットステーション１０には、Ｘ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送機構２３が設けられている。ウェハ搬送機構２３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２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の第３のブロックＧ３の受け渡し部との間でウェハＷを搬送できる。
【００１８】
処理ステーション１１には、複数、例えば第１〜第４の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１１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１１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１１のカセットステーション１０側（図２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１１のインターフェイスステーション１３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。
【００１９】
例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理部、例えば露光装置１２により露光されたウェハＷを現像する現像処理部３０、ウェハＷにＥＵＶレジスト液を塗布してＥＵＶレジスト膜を形成するレジスト塗布処理部３１が上下方向と水平方向に並べて設けられている。なお、これら現像処理部３０、レジスト塗布処理部３１の数や配置は、任意に選択できる。
【００２０】
これら現像処理部３０、レジスト塗布処理部３１では、例えばウェハＷ上に所定の塗布液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に塗布液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、塗布液をウェハＷの表面に拡散され、ウェハＷの全面に塗布液が塗布される。
【００２１】
例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理部４０や、レジスト液とウェハＷとの定着性を高めるためのアドヒージョン部４１が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理部４０、アドヒージョン部４１の数や配置についても、任意に選択できる。
なお、熱処理部４０は、レジスト塗布後露光前のウェハＷに対する加熱処理であるプリベーク（ＰＡＢ）処理、現像処理後のウェハＷに対する加熱処理であるポストベーク処理、露光後現像前のウェハＷに対する加熱処理である露光後ベーク（ＰＥＢ）処理を行う。
【００２２】
例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し部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、複数の受け渡し部６０、６１、６２が下から順に設けられている。なお、受け渡し部５０〜５６、６０〜６２はウェハＷを待機させる待機部として機能することができる。
【００２３】
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７０ａを有する、ウェハ搬送機構７０が複数配置されている。ウェハ搬送機構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内の所定の部分にウェハＷを搬送できる。
【００２４】
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機構８０が設けられている。
【００２５】
シャトル搬送機構８０は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送機構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の受け渡し部５２と第４のブロックＧ４の受け渡し部６２との間でウェハＷを搬送できる。
【００２６】
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、ウェハ搬送機構１００が設けられている。ウェハ搬送機構１００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１００ａを有している。ウェハ搬送機構１００は、搬送アーム１００ａによってウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し部にウェハＷを搬送できる。
【００２７】
インターフェイスステーション１３には、ウェハ搬送機構１１０と受け渡し部１１１が設けられている。ウェハ搬送機構１１０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１１０ａを有している。ウェハ搬送機構１１０は、例えば搬送アーム１１０ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し部６０、６１、６２と露光装置１２との間や、受け渡し部１１１と露光装置１２との間でウェハＷを搬送できる。
【００２８】
以上の基板処理装置１には、図１に示すように制御部２００が設けられている。制御部２００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、基板処理装置１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理部や搬送機構などの駆動系の動作を制御して、基板処理装置１における処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、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、その記憶媒体から制御部２００にインストールされたものであってもよい。
【００２９】
また、制御部２００は、露光装置１２の制御部３００と通信可能に接続されており、露光装置１２における露光処理に関する情報を制御部３００から取得することができる。なお、露光装置１２の制御部３００は、露光装置１２を制御するものであり、制御部２００と同様に、例えばコンピュータから構成され、プログラム格納部を有する。
【００３０】
次に、以上のように構成された基板処理装置１及び露光装置１２を用いて行われるウェハ処理について説明する。
まず、基板処理装置１のカセットステーション１０に搬入されたカセットＣ内の各ウェハＷが、順次処理ステーション１１の受け渡し部５３に搬送され、待機状態とされる。
【００３１】
次にウェハＷは第１のブロックＧ１のレジスト塗布処理部３１に搬送される。そして、レジスト塗布処理部３１により、ウェハＷ上にＥＵＶレジスト膜が形成される。その後、ウェハＷは熱処理部４０に搬送される。そして、熱処理部４０により、レジスト膜が形成されたウェハＷに対してＰＡＢ処理が行われる。次いで、ウェハＷは第４のブロックＧ４の受け渡し部６０に搬送され、待機状態とされる。
【００３２】
次に、ウェハＷは露光装置１２内の所定の搬入位置に搬送される。露光装置１２では、ウェハＷに対して、上記所定の搬入位置から露光処理位置までの搬送処理等の露光処理前の処理が行われた後、露光処理が行われる。次いで、ウェハＷに対して、露光処理位置から所定の搬出位置までの搬送処理等の露光処理後の処理が行われる。
【００３３】
その後、ウェハＷは露光装置１２の上記所定の搬出位置から基板処理装置１の熱処理部４０に搬送される。そして、熱処理部４０によりウェハＷに対してＰＥＢ処理が行われる。次に、ウェハＷは現像処理部３０に搬送される。そして、現像処理部３０によりウェハＷに対して現像処理が行われる。
【００３４】
次いで、ウェハＷは熱処理部４０に搬送される。そして、熱処理部４０によりウェハＷに対してポストベーク処理が行われる。その後、ウェハＷは、カセット載置板２１のカセットＣに搬送され、一連のフォトリソグラフィ工程が完了する。
【００３５】
以上の処理は、本実施形態の基板処理装置１でも従来の基板処理装置でも行われる。また、本実施形態の基板処理装置１と従来の基板処理装置とでは、構造自体は同じものを採用することができるが、制御部２００による制御が異なり、具体的には、ウェハＷの搬送タイミングが異なる。以下、この点について説明する。なお、上述のように本実施形態の基板処理装置１と従来の基板処理装置とでは、同じ構造を採用することができるため、以下では、従来の基板処理装置の各部に対しても本実施形態の基板処理装置１の各部と同じ符号を付して説明を行う。
【００３６】
図４は、従来のウェハ処理のタイムチャートである。図において、ウェハのうち１番目に処理されるウェハを「＃１」、２番目に処理されるウェハを「＃２」として、以降、処理順に番号を付している。また、図では、ウェハＷが同じ状態にあれば同じ色で示されており、「ＣＰＬ」と記載された部分は、ウェハＷが処理ステーション１１の受け渡し部５３内に滞在している状態を示し、「ＣＯＴ」と記載された部分はウェハＷがレジスト塗布処理部３１内に滞在している状態を示している。また、「ＰＡＢ」はウェハＷがＰＡＢ処理用の熱処理部４０内に滞在している状態、「ＩＣＰＬ」はウェハＷが第４のブロックＧ４の受け渡し部６０に滞在している状態をそれぞれ示している。また、「露光前」は露光装置１２における露光処理前の処理が行われている状態、「露光」は露光処理が行われている状態、「露光後」は露光装置１２における露光処理後の処理が行われている状態をそれぞれ示している。また、「ＰＥＢ」はウェハＷがＰＥＢ処理用の熱処理部４０内に滞在している状態を示している。それ以外の部分は、ウェハＷが搬送されている状態を示している。
【００３７】
図４に示すように、従来のウェハ処理では、露光装置１２をフル稼働させるために、＃２のように露光装置１２における露光処理前の処理の時間を長くさせたり、＃５のように第４のブロックＧ４の受け渡し部６０にウェハＷを滞在させる時間を長くさせたり、＃６のようにＰＡＢ処理用の熱処理部４０から上記受け渡し部６０に搬送する時間を長くさせたりしている。そのため、従来のウェハ処理では、レジスト塗布処理から露光処理開始までの時間がウェハＷ毎に異なっている。この場合、本発明者らの検討によれば、ＥＵＶレジスト膜を用いると、所望のレジストパターンが得られないことがある。
【００３８】
その理由としては、例えば以下のものが考えられる。図５は、ＥＵＶレジスト膜を用いた場合における、塗布処理終了後から現像処理終了までのＥＵＶレジスト膜の状態及び反応の様子を示す概念図である。
ＥＵＶレジスト液としてネガ型のメタル含有レジスト液を用いた場合は、当該膜は、露光処理時に露光された部分において、ＥＵＶレジスト膜Ｆ１中の金属錯体の配位子Ｌが加水分解される。そして、加水分解された金属錯体は脱水縮合することにより金属酸化膜Ｆ２となり、該金属酸化膜Ｆ２が現像液Ｊを用いて現像されたときに残る。また、ＥＵＶレジスト膜Ｆ１における露光処理時に未露光の部分は、ＰＥＢ処理による加熱の際に雰囲気中の水と反応し、現像処理時に現像液Ｊにより流される。しかし、加熱しなくともＥＵＶレジスト膜Ｆ１における未露光の部分は水と反応する。また、レジスト塗布処理から露光処理開始までの間、ウェハＷの周囲の雰囲気中には水分が存在する。したがって、露光処理により露光され現像後にレジストパターンとして残るべき部分が、水分を含む雰囲気中に曝される結果、現像液Ｊに対し可溶となり現像後にレジストパターンとして残らないことがある。特に、ＥＵＶ光を用いる場合、露光時間が長いため、レジスト塗布処理から露光処理開始までの時間のウェハＷ間の差が非常に大きくなることがあるので、レジストパターンの寸法のばらつきがウェハＷ間で大きくなる。
【００３９】
本実施形態にかかるウェハ処理はこの点を考慮したものである。
【００４０】
図６は、本実施形態のウェハ処理のタイムチャートである。図６では図５と同様にして図示が行われている。
上述の点を鑑み、本実施形態では、制御部２００が、ｎ枚目のウェハＷに対する露光装置１２での露光処理の時間に関する情報を取得する。具体的には、例えば、ｎ枚目のウェハＷに対する露光装置１２での露光処理の終了時刻の情報を当該露光装置１２の制御部３００から取得する。次いで、制御部２００は、この取得した情報に基づいて、図６に示すように、レジスト塗布処理から露光処理が開始されるまでの時間がウェハＷ毎に一定になるように、ｎ＋１枚目のウェハＷを処理ステーション１１の受け渡し部５３に待機させる時間長さを調整／決定する。具体的には、制御部２００は、例えば、レジスト塗布処理完了から露光処理開始までの時間が一定となるような、ｎ＋１枚目のウェハＷのレジスト塗布処理開始時刻を、上述の露光処理の終了時刻の情報に基づいて算出し、算出した当該開始時刻に基づいて、受け渡し部５３からのウェハＷの搬出時刻を決定する。そして、制御部２００は待機時間経過後にウェハＷのレジスト塗布処理部３１への搬送を開始し、フォトリソグラフィにかかる一連の処理を開始する。
【００４１】
したがって、本実施形態のウェハ処理によれば、レジスト塗布処理から露光処理が開始されるまでの時間がウェハＷによらず一定であるため、所望のパターンのＥＶＵレジスト膜を得ることができる。
【００４２】
なお、上述の例では、制御部２００は、露光装置１２での露光処理の時間に関する情報として、露光装置１２での露光処理の終了時刻の情報を取得していた。しかし、制御部２００が取得する上記露光処理の時間に関する情報は、この例に限られず、レジスト塗布処理から露光処理が開始されるまでの時間がウェハＷ毎に一定になるような受け渡し部５３でのウェハＷの待機時間長さを決定できる情報であればよい。例えば、露光装置１２から取得する上記露光処理の時間に関する情報は、露光装置１２での露光処理の開始時刻の情報及び露光処理の時間長さの情報であってもよい。また、上記露光処理の時間に関する情報として、露光装置１２での露光処理の開始時刻の情報を露光装置１２から取得し、当該情報と予め不図示の記憶部に記憶された露光処理の時間長さの情報とに基づいて、制御部２００が上記待機時間長さを決定するようにしてもよい。
【００４３】
また、制御部２００は、露光装置１２での露光処理の時間長さの情報を取得し、処理ステーション１１の受け渡し部５３に待機させる時間長さが露光処理の時間長さと等しくなるようにしてもよい。
【００４４】
以上では、ＥＵＶレジスト膜を用いていたが、３Ｄ  ＮＡＮＤ型の半導体デバイスの製造に用いられるレジスト膜等の１０μｍ以上の膜厚のレジスト膜を用いてもよい。
【００４５】
本発明者らの検討によれば、上述のように１０μｍ以上と膜厚の大きいレジスト膜を用いる場合も、図４の従来のウェハ処理では、所望のレジストパターンが得られないことがある。
その理由としては、例えば以下のものが考えられる。図７は、膜厚の大きいレジスト膜（以下、厚膜）を用いた場合における、塗布処理終了後から現像処理終了までの厚膜の状態及び反応の様子を示す概念図である。
厚膜としてＫｒＦ高粘度厚膜を用いた場合は、ＰＡＢ処理時に厚膜Ｆ３中の溶媒が蒸発し、露光処理により厚膜Ｆ３すなわちレジスト膜中に酸Ａが生じＰＥＢ処理により酸Ａが厚膜Ｆ３中を拡散し、現像処理により酸Ａが存在する部分が除去される。なお、レジスト膜中の溶媒はＰＡＢ処理開始前にその少量が蒸発し、ＰＡＢ処理終了までにその大半が蒸発する。しかし、厚膜の場合、レジスト膜中の溶媒はＰＡＢ処理後にも残存する。残存した溶媒は時間の経過と共に蒸発する。したがって、厚膜の場合、レジスト塗布処理から露光処理が開始するまでの時間にウェハ間差があると、ウェハＷ毎にレジスト膜中の溶媒の残存量が異なることになる。また、溶媒残量に応じてＰＥＢ処理時の酸の拡散長が異なる。そのため、厚膜の場合、従来のウェハ処理のように塗布処理から露光処理が開始されるまでの時間にウェハ間差があると、レジスト膜のパターンにウェハ間差が生じ、所望のパターンのレジスト膜を得ることができない。
【００４６】
それに対し、本実施形態のウェハ処理では、前述のようにレジスト塗布処理から露光処理が開始されるまでの時間が一定となるように、ウェハＷを処理ステーション１１の受け渡し部５３に待機させる時間を調整／決定している。したがって、ＰＥＢ処理時におけるレジスト膜中の溶媒の残存量がウェハＷ間で等しくなる。したがって、ＰＥＢ処理時のレジスト膜中の酸の拡散長がウェハＷ間で等しくなる。よって、所望のパターンのレジスト膜を得ることができる。
【００４７】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ウェハＷを処理ステーション１１の受け渡し部５３に待機させる時間長さを調整／決定していた。これによって、レジスト塗布処理完了時刻から露光処理開始時刻までの時間を、異なるウェハＷ間で一定にしていた。それに対し、本実施形態では、露光処理前において、基板処理装置１のウェハ搬送機構による当該基板処理装置１内の搬送元及び搬送先の各部内にウェハＷが滞在する時間が、ウェハＷが露光装置１２内に滞在する時間と一緒になるようにしている。例えば、処理ステーション１１の受け渡し部５３内にウェハＷが滞在している時間と、ウェハＷがレジスト塗布処理部３１内に滞在している時間と、ウェハＷがＰＡＢ処理用の熱処理部４０内に滞在している時間、ウェハＷが第４のブロックＧ４の受け渡し部６０内に滞在している時間を、ウェハＷが露光装置１２内に滞在する時間長さと一緒になるようにする。これによってもレジスト塗布処理完了時刻から露光処理開始時刻までの時間を、異なるウェハＷ間で一定にすることができ、所望のパターンのレジスト膜を得ることができる。
ウェハＷが露光装置１２内に滞在する時間長さに関する情報は、露光装置１２の制御部３００から受信して取得することができる。
【００４８】
（滞在時間情報を取得する方法の他の例）
第２実施形態で用いる、ウェハＷが露光装置１２内に滞在する時間長さに関する情報は、上述の例では、露光装置１２の制御部３００から受信し取得することとしていた。
ウェハＷが露光装置１２内に滞在する時間の情報の取得方法は、これに限定されず、例えば、基板処理装置１のウェハ搬送機構によるウェハＷの搬送履歴から上記滞在する時間長さを計算／予測してもよい。具体的には、ダミーラン時にウェハＷを露光装置１２内の所定の搬入部分へ載置した時刻の情報と、露光装置１２内の所定の搬出部分から当該ウェハＷを受け取った時刻の情報と、からウェハＷが露光装置１２内に滞在する時間長さを計算してもよい。
なお、第１実施形態では、制御部２００が露光処理の時間に関する情報を露光装置１２の制御部３００から取得していたが、制御部２００がウェハＷの搬送履歴から、露光処理終了時刻の情報等の露光処理にかかる情報を計算／予測して取得してもよい。
【００４９】
また、第１実施形態における露光処理の時間に関する情報や、第２実施形態における露光装置１２内に滞在する時間長さに関する情報は、制御部２００が備えるタッチパッドやキーボードなどの入力部に対するユーザからの入力に基づいて取得するようにしてもよい。
【００５０】
（第１実施形態及び第２実施形態の変形例）
以上では、露光装置１２での露光処理における露光量について記載していないが、露光装置１２で既に行われた露光処理に関する情報に基づいて、露光処理及び現像処理が行われたレジスト膜のパターンの寸法を予測し、予測結果に基づいて、上記露光量が補正されるよう制御部２００が露光装置１２の制御部３００に制御信号を出力するにしてもよい。上述の露光装置１２で行われた露光処理に関する情報とは、例えば、第１実施形態における露光処理の時間に関する情報や、第２実施形態における露光装置１２内に滞在する時間長さに関する情報である。また、露光量の補正は、予測したパターンの寸法が目標のパターン寸法になるように行われる。この補正は、例えばロット毎に行われ、具体的には、あるロットについての上記予測結果が、次ロットの露光量にフィードバックされるよう行われる。
【００５１】
（第１実施形態及び第２実施形態の他の変形例）
以上では、基板処理装置１で行われる露光処理より後の処理の処理条件について記載していないが、制御部２００が、基板処理装置１で行われる露光処理より前の処理に関する処理実績に基づいて、露光処理及び現像処理が行われたレジスト膜のパターンの寸法を予測し、予測結果に基づいて、上記露光処理より後の処理の処理条件を補正するようにしてもよい。具体的には、制御部２００が、あるウェハＷについての基板処理装置１のレジスト塗布処理から露光処理開始までの時間に基づいて、レジストパターンの寸法の目標値からのズレ量を予測し、予測結果に基づいて、当該ウェハＷに対するＰＥＢ処理時の処理条件、当該ウェハＷに対する現像処理時の処理条件（現像温度や現像時間）をフィードフォワード制御するようにしてもよい。本発明者らの知見によれば、レジストパターンの寸法の一例である線幅（ＣＤ：Critical Dimension）は、レジスト塗布処理から露光処理開始までの時間の一次関数として表すことができるため、上述のようなフィードフォワード制御が可能である。
【００５２】
以上、本発明の実施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、請求の範囲に記載された技術的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う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。
【実施例】
【００５３】
図８は、比較例の場合のＣＤの面内平均を示した図であり、図９は、実施例の場合のＣＤの面内平均を示した図である。図８及び図９において、横軸の数値ｎは、ｎ枚目のウェハであることを示し、縦軸はＣＤの面内平均を示す。
比較例では、図４を用いて説明したような従来のウェハ処理をウェハＷに対して行った。また、実施例では、図６を用いて説明したような第１実施形態にかかるウェハ処理をウェハＷに対して行った。【００５４】
比較例では図８に示すようにＣＤの面内平均はウェハ間でバラついており、該面内平均の標準偏差をσとすると、比較例における３σは１．４４ｎｍであった。
それに対し実施例では図９に示すようにＣＤの面内平均はウェハ間でバラついておらず、該面内平均の標準偏差をσとすると、実施例における３σは０．３３ｎｍであった。
したがって、本発明によれば、レジストパターンの寸法のウェハ間でのバラつきを抑えることができる。よって、所望の寸法のレジストパターンを得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  基板処理装置
１２  露光装置
２３  ウェハ搬送機構
３０  現像処理部
３１  レジスト塗布処理部
４０  熱処理部
４１  アドヒージョン部
５０〜５６  受け渡し部
６０〜６２  受け渡し部
７０  ウェハ搬送機構
１００  ウェハ搬送機構
１１０  ウェハ搬送機構
２００  制御部
３００  制御部
Ｗ  ウェハ
【図１】
2019159736.tif 000003
【図２】
2019159736.tif 000004
【図３】
2019159736.tif 000005
【図４】
2019159736.tif 000006
【図５】
2019159736.tif 000007
【図６】
2019159736.tif 000008
【図７】
2019159736.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019159736.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月4日(2020.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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処理を含む、レジストパターンを形成するための一連の処理を基板に対して行う基板処理装置であって、
前記一連の処理を行う複数の処理部と、
前記一連の処理が行われる前の基板を一時的に待機させる待機部と、
少なくとも基板の搬送を制御する制御部と、を備え、
該制御部は、当該基板処理装置からの基板の搬送先の露光装置において前記レジスト膜が形成された基板に対し行われる露光処理の時間に関する情報を取得し、前記レジスト塗布処理から前記露光処理が開始されるまでの時間が基板毎に一定になるように、前記待機部で基板を待機させる。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記露光処理の時間に関する情報は、前記露光処理の終了時刻の情報または前記露光処理の開始時刻の情報の少なくともいずれかである。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記露光処理の時間に関する情報を、当該露光処理を行う露光装置から受信して取得する。
【請求項４】
請求項１または２に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記露光処理の時間に関する情報を、基板の搬送履歴に基づいた予測により取得する。
【請求項５】
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処理を含む、レジストパターンを形成するための一連の処理を基板に対して行う基板処理装置であって、
一連の処理を行う複数の処理部と、
少なくとも基板の搬送を制御する制御部と、を備え、
該制御部は、
前記複数の処理部それぞれの内部に基板が滞在する時間長さが、レジスト膜が形成された基板に対する露光処理を行う露光装置内に基板が滞在する時間長さと等しくなるように、基板の搬送を制御する。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記露光装置内に基板が滞在する時間長さに関する情報を当該露光装置から受信し取得する。
【請求項７】
請求項５に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記露光装置内に基板が滞在する時間長さを、当該基板処理装置における基板の搬送履歴から予測する。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、
さらに、前記露光装置での露光処理における処理条件の制御を行い、
前記露光装置で行われた露光処理に関する情報に基づいて、露光処理及び現像処理が行われた前記レジストパターンの寸法を予測し、予測結果に基づいて、前記露光処理での露光量を補正する。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、
さらに、前記一連の処理に含まれる前記露光処理より後の処理における処理条件の制御を行い、
前記一連の処理に含まれる前記露光処理より前の処理の実績に基づいて、露光処理及び現像処理が行われた前記レジスト膜のパターンの寸法を予測し、予測結果に基づいて、前記露光処理より後の処理における処理条件を補正する。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記レジスト液はＫｒＦレジスト液である。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記レジスト膜の膜厚は１０μｍ以上である。
【国際調査報告】
2019159736.tif 000012
2019159736.tif 000013
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