CN102169826A - 基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理方法，在通过双重图案形成微细的抗蚀图案时，能够降低基板之间以及基板面内的第一次和第二次抗蚀图案的线宽的偏差。该基板处理方法具有第一处理工序和第二处理工序，在该第一处理工序中，通过对形成有第一抗蚀剂膜的基板进行曝光、加热处理、显影处理来形成第一抗蚀图案，在该第二处理工序中，在形成有第一抗蚀图案的基板上形成第二抗蚀剂膜，通过对形成有第二抗蚀剂膜的基板进行曝光、加热处理、显影处理来形成第二抗蚀图案。根据形成于一个基板上的第二抗蚀图案的线宽的测量值来校正第一处理工序的第一处理条件，根据形成于一个基板上的第一抗蚀图案的线宽的测量值来校正第二处理工序的第二处理条件。

Description

基板处理方法
技术领域
本发明涉及一种对基板进行处理的基板处理方法。
背景技术
在半导体器件的制造中，作为用于在作为被处理基板的半导体晶圆(下面简称为“晶圆”)上形成电路图案的图案形成技术而使用光刻法。在使用光刻法来形成电路图案时，通过以下过程来形成电路图案：在晶圆上涂覆抗蚀液来形成抗蚀剂膜，对该抗蚀剂膜照射光并以与电路图案对应的方式对抗蚀剂膜进行曝光之后，对曝光后的抗蚀剂膜进行显影处理。
近来，基于动作速度的提高等观点，半导体器件具有高集成化的趋势，因此在使用光刻法的图案形成技术中，形成于晶圆上的电路图案要求微细化。因此，以往以来不断使用于曝光的光短波长化，但是，现状是无法充分应对小于45nm节点的超微细的半导体器件。
因此，作为能够应对小于45nm节点的超微细的半导体器件的图案形成技术，提出了一种技术即在形成一层图案时通过光刻法来多次进行图案形成(例如专利文献1)。其中，将进行两次图案形成处理的技术称为双重图案形成(double patterning)。
另外，作为双重图案形成技术之一，存在LLE(光刻-光刻-蚀刻：Lithography Lithography Etching)。LLE为以下技术：进行第一次图案形成处理来形成第一次抗蚀图案，进行第二次图案形成处理来形成第二次抗蚀图案，将第一次和第二次抗蚀图案作为掩模来进行蚀刻。
专利文献1：日本特开平7-147219号公报
然而，上述那样在通过LLE进行双重图案形成来形成抗蚀图案的情况下，存在以下那样的问题。
在进行一次图案形成处理的一般的单一图案形成(singlepattern)中，为了降低通过进行图案形成处理而形成的抗蚀图案的线宽CD(Critical Dimension：临界尺寸)在晶圆之间或者晶圆面内的偏差，需要调整或者校正图案形成处理中的处理条件。
另一方面，在通过LLE进行的双重图案形成中，通过进行第一次图案形成处理来形成第一次抗蚀图案(第一抗蚀图案)，接着通过进行第二次图案形成处理来形成第二次抗蚀图案(第二抗蚀图案)。为了降低第一抗蚀图案的线宽CD在晶圆之间或者晶圆面内的偏差，需要调整或者校正第一次图案形成处理中的处理条件。另外，为了降低第二抗蚀图案的线宽CD的晶圆之间或者晶圆面内的偏差，需要调整或者校正第二次图案形成处理中的处理条件。
然而，在进行上述例如小于45nm节点的超微细的图案形成的情况下，仅调整或者校正第一次图案形成处理中的处理条件，无法降低第一抗蚀图案的线宽CD在晶圆之间或者晶圆面内的偏差。另外，仅调整或者校正第二次图案形成处理中的处理条件，无法降低第二抗蚀图案的线宽CD在晶圆之间或者晶圆面内的偏差。
发明内容
本发明是鉴于上述点而做成的，提供一种在通过LLE进行双重图案形成来形成微细的抗蚀图案时能够降低基板之间和基板面内的第一次和第二次抗蚀图案的线宽的偏差的基板处理方法。
为了解决上述问题，本发明的特征在于采取以下说明的方法。
根据本发明的一个实施例，提供一种基板处理方法，在对基板进行处理的基板处理方法中，具有以下工序：第一处理工序，通过对形成有第一抗蚀剂膜的上述基板进行曝光，对曝光后的上述基板进行加热处理，对加热处理后的上述基板进行显影处理来形成第一抗蚀图案；以及第二处理工序，在形成有上述第一抗蚀图案的上述基板上形成第二抗蚀剂膜，对形成有上述第二抗蚀剂膜的上述基板进行曝光，对曝光后的上述基板进行加热处理，对加热处理后的上述基板进行显影处理，由此形成第二抗蚀图案，其中，在对一个基板进行上述第二处理工序之后，对形成于上述一个基板上的上述第二抗蚀图案的线宽进行测量，根据所测量的上述第二抗蚀图案的线宽的测量值来校正上述第一处理工序的第一处理条件，在校正后的上述第一处理条件下对其它基板进行上述第一处理工序，对形成于上述一个基板上的上述第一抗蚀图案的线宽进行测量，根据所测量的上述第一抗蚀图案的线宽的测量值来校正上述第二处理工序的第二处理条件，在校正后的上述第二处理条件下对上述其它基板进行上述第二处理工序。
根据本发明，在通过LLE进行双重图案形成来形成微细的抗蚀图案时，能够降低基板之间以及基板面内的第一次和第二次抗蚀图案的线宽的偏差。
附图说明
图1是表示第一实施方式的基板处理系统的结构的概略立体图。
图2是表示第一实施方式的基板处理系统的DEV层部分的概略俯视图。
图3是表示第一实施方式的基板处理系统的概略的侧视图。
图4是表示DEV层的布局的立体图。
图5是表示DEV层的加热单元和主臂的纵剖视图。
图6是表示线宽测量装置的结构的概略的纵剖视图。
图7是用于说明第一实施方式的基板处理方法的各工序的过程的流程图。
图8是表示第一实施方式的基板处理方法的各工序中的晶圆的状态的剖视图。
图9是表示第一或者第二抗蚀图案的线距(间隔宽度)与第一或者第二温度之间的关系的表。
图10是将线距相对于温度的灵敏度的值进行比较来表示的表。
图11是用于说明第二实施方式的基板处理方法的各工序的过程的流程图。
图12是表示第二实施方式的基板处理方法的各工序中的晶圆的状态的剖视图。
图13是表示第一或者第二抗蚀图案的线距与第一或者第二温度之间的关系的表。
图14是将线距相对于温度的灵敏度的值进行比较来表示的表。
具体实施方式
接着，参照附图来说明用于实施本发明的方式。
(第一实施方式)
首先，参照图1至图10来说明第一实施方式的基板处理方法、用于进行其基板处理方法的基板处理系统。
首先，说明本实施方式的基板处理系统。图1是表示本实施方式的基板处理系统的结构的概略立体图。图2是表示基板处理系统的DEV层部分的概略俯视图。图3是表示基板处理系统的概略的侧视图。
该基板处理系统100构成为对晶圆W进行含有光致抗蚀剂的涂覆膜的涂覆处理以及曝光后的显影处理，对应于进行两次图案形成处理的双重图案形成。另外，基板处理系统100被设置于大气气氛中的净化室内。基板处理系统100具有转运区S1、处理区S2以及转接区S3。转运区S1用于搬入搬出载持件20，该载持件20收纳有多个作为被处理基板的晶圆W。处理区S2用于进行涂覆处理以及显影处理，其中，该涂覆处理对晶圆W形成包括作为感光材料的光致抗蚀剂膜的涂覆膜，该显影处理对曝光成规定的曝光图案的光致抗蚀剂膜进行显影。基板处理系统100在将曝光装置200连接到转接区S3的状态下使用。
如图1所示，在转运区S1的下部设置有主体控制部10，该主体控制部10控制基板处理装置100的整体。后面详细说明该主体控制部10。另外，曝光装置200也设置有未图示的控制部。
此外，在图1～图3中，基板处理系统100的宽度方向为X方向，与宽度方向正交的转运区S1、处理区S2、转接区S3的排列方向为Y方向，铅垂方向为Z方向。
在转运区S1中设置有：载置台21，其能够载置多个载持件20；开闭部22，其从该载置台21看来被设置于前方的壁面；以及传送臂C，其经由开闭部22从载持件20取出晶圆W。该传送臂C构成为进退自由、升降自由、绕铅垂轴线线旋转自由以及在载持件20的排列方向上移动自由。
另外，如图2所示，例如在转运区S1上设置有线宽测量装置110，该线宽测量装置110用于测量晶圆W上的抗蚀图案的线宽。
处理区S2形成其周围被壳体24包围的状态，与转运区S1相连接。处理区S2具有层叠多个处理层而成的第一和第二子区SB1、SB2，在Y方向上并列设置这些子区SB1、SB2。
在第一子区SB1中，下侧配置有进行第二次显影处理的第二显影处理部12，在第二显影处理部12之上配置有进行第一次涂覆处理的第一涂覆处理部11。第二显影处理部12以两个具有相同结构的显影处理层(DEV层)B1上下层叠的状态构成。第一涂覆处理部11具有下部防反射膜涂覆处理层(BCT层)B2、抗蚀剂涂覆处理层(COT层)B3以及上部防反射膜涂覆处理层(TCT层)B4从下起依次层叠的结构。下部防反射膜涂覆处理层(BCT层)B2用于对形成于抗蚀剂膜的下层侧的下部防反射膜(Bottom Anti Reflective Coating；BARC)进行涂覆处理。抗蚀剂涂覆处理层(COT层)B3用于进行抗蚀液的涂覆处理。上部防反射膜涂覆处理层(TCT层)B4用于对形成于抗蚀剂膜的上层侧的上部防反射膜(Top Anti Reflective Coating；TARC)进行涂覆处理。另外，第一子区SB1在第二显影处理部12与第一涂覆处理部11之间具有第一输送层M1，在最下段具有第二输送层M2。
在第二子区SB2中，下侧配置有进行第一次显影处理的第一显影处理部14，在第一显影处理部14之上配置有进行第二次涂覆处理的第二涂覆处理部13。第一显影处理部14以两个具有相同结构的显影处理层(DEV层)B5上下层叠的状态构成。DEV层B5具有与DEV层B1相同的结构。第二涂覆处理部13具有清洗/表面处理层(C/S层)B6、抗蚀剂涂覆处理层(COT层)B7以及上部防反射膜涂覆处理层(TCT)B8从下起依次层叠的结构。清洗/表面处理层(C/S层)B6用于对上部防反射膜(TARC)进行清洗处理以及/或者进行固化处理等表面处理。清洗/表面处理层(C/S层)B6是基于以下观点来设置的：在第一次涂覆处理时的作为最上层的上部防反射膜(TARC)上进行第二次涂覆处理时，防止在表面附着微粒的状态下进行涂覆处理、产生浸析(leaching)等。抗蚀剂涂覆处理层(COT层)B7用于进行抗蚀液的涂覆处理。上部防反射膜涂覆处理层(TCT层)B8用于进行形成于抗蚀剂膜的上层侧的防反射膜的涂覆处理。另外，第二子区SB2在第一显影处理部14与第二涂覆处理部13之间具有第三输送层M3，最下段具有第四输送层M4。此外，第一和第二子区SB1、SB2的各层之间被隔板(基体)分割。
另外，处理区S2在其靠转运区S1侧的部分具有第一输送用架单元TU1。第一输送用架单元TU1为沿着处理层B1～B4以及输送层M1、M2在铅垂方向上层叠多个交接台站而构成。另外，处理区S2在第一子区SB1与第二子区SB2之间的部分具有第二输送用架单元TU2。第二输送用架单元TU2为沿着处理层B1～B4以及输送层M1、M2、处理层B5～B8以及输送层M3、M4在铅垂方向上层叠多个交接台站而构成。另外，处理区S2在靠转接区S3侧的部分具有第三输送用架单元TU3。第三输送用架单元TU3为沿着处理层B5～B 8以及输送层M3、M4在铅垂方向上层叠多个交接台站而构成。
接着，参照图2、图4以及图5来说明处理层B1～B 8以及输送层M1～M4的结构。图4是表示DEV层的布局的立体图。图5是表示DEV层的加热单元和主臂的纵剖视图。
在处理层B1～B8中包括多个共用部分，各处理层以大致具有相同的布局构成。因此以DEV层B1为代表例来进行说明。
如图2以及图4所示，在DEV层B1的中央部形成有输送用路径RS 1，用于沿着Y方向输送晶圆W的主输送臂(主臂)A1在该输送用路径RS1中移动。在输送用路径RS1的一侧作为液体处理单元沿着输送用路径RS1设置有用于进行显影处理的显影单元3。另外，在输送用路径RS1的另一侧沿着输送用路径RS1设置有使加热和冷却系统的热系统处理单元多级化的四个架单元U1、U2、U3、U4、排气单元5。因而，显影单元3与架单元U1～U4隔着输送用路径RS1相对配置。
显影单元3具有壳体30，其内部作为晶圆保持部例如排列有三个旋转卡盘31。旋转卡盘31构成为在未图示的驱动部的驱动下能够绕铅垂轴线线旋转并且能够升降。另外，在旋转卡盘31周围设置有杯状件33。
在显影单元3中，利用主臂A1将晶圆W经由面对输送用路径RS1而设置的输送口37搬入到壳体30内，并交接到旋转卡盘31上。如图5所示，输送口37通过开闭器38能够打开和关闭。并且，当将晶圆W交接到旋转卡盘31时，在显影单元3中，从未图示的供给喷嘴向该晶圆W的表面供给显影液，使显影液的液膜形成于晶圆W的表面。之后，使用来自未图示的清洗液供给机构的清洗液来冲洗晶圆W的表面的显影液，之后，通过使晶圆W旋转来使其干燥，由此结束显影处理。
架单元U1～U4呈两级层叠有用于进行在显影单元3中进行的处理的预处理以及后处理的热系统处理单元，并且在该架单元U1～U4的下部设置有排气单元5。并且，在热系统处理单元中包括加热单元4、冷却单元等，其中，该加热单元4例如对曝光后的晶圆W进行加热处理或者为了使显影处理后的晶圆W干燥而进行加热处理，该冷却单元在加热单元4中的处理之后将晶圆W调整为规定温度。具体地说，DEV层B1中的架单元U1、U2、U3层叠有两级加热单元4，架单元U4层叠有两级冷却单元。
如图5所示，加热单元4具有壳体40，其内部设置有基台41。在壳体40的面对输送用路径RS1的部分形成有晶圆W的输送口42。在壳体40中设置有粗吸热用的冷却板43和热板44。冷却板43构成为在图5中图示的冷却位置与热板44上的输送位置之间能够移动。图5中45为整流用的板。通过升降销47向冷却板43交接晶圆W。另外，通过升降销48向热板44交接晶圆W以及在冷却板43与热板44之间交接晶圆W。
此外，省略构成架单元U4的冷却单元的详细说明，但是使用具有以下结构的装置：与加热单元4同样地具有朝向输送用路径RS1开设输送口的壳体，在该壳体内部例如具有水冷方式的冷却板。
另外，如图5所示，排气单元5具有吸引口51和排气管54，其中，该吸引口51在壳体50内面对输送用路径RS1而开口，该排气管54用于对壳体内部的排气室53内进行吸引排气。排气单元5通过对排气室53内进行排气而使排气室53内负压化，从而吸引输送用路径RS1中的气体并去除微粒。
主臂A1构成为在架单元U1～U4的各处理单元、显影单元3、第一输送用架单元TU1的交接台站以及第二输送用架单元TU2的交接台站之间交接晶圆W。如图5所示，主臂A1例如具有用于支承晶圆W的背面侧周缘区域的两个臂体61、62，这些臂体61、62构成为在输送基体63上相互独立地进退自由。另外，臂体61、62经由输送口37在显影单元3的壳体30内自由进退。另外，将输送基体63以绕铅垂轴线自由旋转的方式设置在升降基体64上。升降基体64能够沿着升降导轨67升降。在架单元U1～U4的四个排气单元5的前面水平配置有导轨65，主臂A 1沿着该导轨65经由升降导轨67能够在水平方向上移动。在导轨65上的与吸引口51相对应的位置设置有孔66，经由该孔66进行输送用路径RS1的排气。升降导轨67的下端部跨过导轨65的下端部而到达排气单元5的内部，与驱动带55接合，该驱动带55用于使升降导轨67沿着导轨65移动。
接着，简单地说明其它处理层。
如图3所示，DEV层B5具有与DEV层B1完全相同的结构，利用具有与主臂A1完全相同的结构的主臂A5来输送晶圆W。另外，BCT层B2、COT层B3、B7、TCT层B4、B8代替DEV层B1的显影单元3而使用涂覆防反射膜用的药液或者抗蚀剂膜形成用的药液(抗蚀液)的涂覆单元这一点有所不同。这些涂覆单元的基本结构与显影单元3大致相同，但是与显影单元3有所不同，一边使旋转卡盘旋转一边将涂覆用的药液向晶圆W的中心滴下，通过离心力来扩展而形成涂覆膜。另外，这些涂覆系统的处理单元B2～B4、B7、B8的构成架单元U1～U4的单元与DEV层B1有些不同。即，除了包括与DEV层B1的架单元U1～U4相同的加热单元和冷却单元以外，还设置有在任一个处理层中对晶圆W的周缘部进行曝光的周缘曝光单元。并且，在COT层B3、B7的架单元U1～U4中包括对晶圆W进行疏水化处理的单元。此外，在这些处理层B2、B3、B4、B7、B8中设置有具有与主臂A1完全相同的结构的主臂A2、A3、A4、A7、A8，利用这些主臂A2、A3、A4、A7、A8来输送晶圆W。
清洗/表面处理层(C/S层)B6代替DEV层B1的显影单元3而使用清洗单元这一点有所不同。清洗单元的基本结构与显影单元3同样地具有在旋转卡盘周围配置有杯状件的结构，但是与显影单元3有所不同，一边使旋转卡盘旋转一边将纯水或者清洗用药液向晶圆W的中心滴下，通过离心力来扩展来清洗晶圆W的表面。另外，清洗/表面处理层(C/S层)B6的构成架单元U1～U4的单元与DEV层B1有些不同。即，除了包括与DEV层B1的架单元U1～U4相同的加热单元和冷却单元以外，还设置有未图示的固化单元。固化单元通过将紫外线照射到晶圆W来对其最上层实施固化处理。此外，在该C/S层B6中，利用具有与主臂A1完全相同的结构的主臂A6来输送晶圆W。
如上所述，第一输送层M1被设置在第一子区SB1的上侧的DEV层B1与BCT层B2之间。第一输送层M1用于从与转运区S1相邻的第一输送用架单元TU1向中间的第二输送用架单元TU2直行来输送晶圆W。第一输送层M1包括梭动臂7。
第二输送层M2被设置于第一子区SB1的最下段。第二输送层M2除了从第二输送用架单元TU2向第一输送用架单元TU1直行来输送晶圆W以外，具有与第一输送层M1完全相同的结构。
第三输送层M3被设置于第二子区SB2上侧的DEV层B5与C/S层B6之间。第三输送层M3除了从中间的第二输送用架单元TU2向与转接区S3相邻的第三输送用架单元TU3直行来输送晶圆W以外，具有与第一输送层M1完全相同的结构。
第四输送层M4被设置于第二子区SB2的最下段。第四输送层M4除了从第三输送用架单元TU3向第二输送用架单元TU2直行来输送晶圆W以外，具有与第一输送层M1完全相同的结构。
如图2所示，第一子区SB1的处理层B1～B4的输送用路径RS1中的与转运区S1相邻的区域形成第一晶圆交接区域RS2。第一输送用架单元TU1被设置于第一晶圆交接区域RS2。另外，在第一晶圆交接区域RS2中设置有交接臂D1，该交接臂D1作为用于对第一输送用架单元TU1交接晶圆W的升降输送单元。
如图3所示，第一输送用架单元TU1在与第二输送层M2对应的位置具有交接台站TRSB，在与各DEV层B1对应的位置具有交接台站TRS1，在与第一输送层M1对应的位置具有交接台站TRSA。另外，第一输送用架单元TU1在与BCT层M2对应的位置具有两个交接台站TRS2，在与各COT层B3对应的位置具有两个交接台站TRS3，在与TCT层B4对应的位置具有两个交接台站TRS4。
传送臂C能够从与第一输送用架单元TU1的最下段的第二输送层M2对应的交接台站TRSB进入到与BCT层B2对应的交接台站TRS2。另外，交接臂D1能够到从最下段的交接台站TRSB进入到与TCT层B4对应的最上段的交接台站TRS4。
梭动臂7能够进入与第一和第二输送层M1、M2对应的交接台站TRSA、TRSB。另外，各处理层的主臂A1～A4分别能够进入到分别与DEV层B1、BCT层B2、COT层B3、TCT层B4对应的交接台站TRS1～TRS4。
如图2所示，第一子区SB1的处理层B1～B4的输送用路径RS1与第二子区SB2的处理层B5～B8的输送用路径RS1之间的区域形成第二晶圆交接区域RS3。第二输送用架单元TU2被设置于第二晶圆交接区域RS3。另外，在第二晶圆交接区域RS3中设置有作为升降输送单元的交接臂D2，该交接臂D2用于对第二输送用架单元TU2交接晶圆W。
如图3所示，第二输送用架单元TU2在与第四输送层M4对应的位置具有交接台站TRSD，在与各DEV层B5对应的位置具有交接台站TRS5，在与第三输送层M3对应的位置具有交接台站TRSC。另外，第二输送用架单元TU2在与C/S层B6对应的位置具有两个交接台站TRS6，在与COT层B7对应的位置具有两个交接台站TRS7，在与TCT层B8对应的位置具有两个交接台站TRS8。
交接臂D2能够从最下段的交接台站TRSD进入到与TCT层B8对应的最上段的交接台站TRS8。
梭动臂7能够进入到与第三和第四输送层M3、M4对应的交接台站TRSC、TRSD。另外，各处理层的主臂A5～A8分别能够进入到分别与DEV层B5、C/S层B6、COT层B7、TCT层B8对应的交接台站TRS5～TRS8。
如图2所示，DEV层B5的输送用路径RS1中的与转接区S3相邻的区域形成第三晶圆交接区域RS4。第三输送用架单元TU3被设置在第三晶圆交接区域RS4中。
如图3所示，第三输送用架单元TU3在与第四输送层M4对应的位置具有交接台站TRSF，在与各DEV层B5对应的位置具有交接台站TRS9，在与第三输送层M3对应的位置具有交接台站TRSE。
梭动臂7能够进入到与第三和第四输送层M3、M4对应的交接台站TRSE、TRSF。另外，主臂A5能够进入到与DEV层B5对应的交接台站TRS9。
交接台站TRS1～TRS9以及TRSA～TRSF都具有相同结构，例如具有长方体状的壳体，在该壳体内设置有载置晶圆W的台，并且设置有在该台上突出缩回自由的销。另外，台具有将晶圆W的温度调节为预订的温度的机构。
此外，在本实施方式中在处理层B2～B4、B6～B8中分别各设置两个交接台站，在DEV层B1、B5以及输送层M1～M4中一个一个地设置交接台站，但是并不限于此。因而，与预定的输送顺序相应地适当地决定各层的交接台站的数量即可。
如图3所示，在转接区S3中具有缓冲部9，该缓冲部9在将晶圆W搬入到曝光装置200时以及在从曝光装置200搬出晶圆W时能够使多个晶圆W临时处于待机状态。缓冲部9具有第一搬入缓冲盒(BuIN1)91、第一搬出缓冲盒(BuOUT1)92、第二搬入缓冲盒(BuIN2)93以及第二搬出缓冲盒(BuOUT2)94。第一搬入缓冲盒(BuIN1)91用于收纳在第一次曝光时搬入到曝光装置200的晶圆W。第一搬出缓冲盒(BuOUT1)92用于收纳在第一次曝光结束之后从曝光装置200取出的晶圆W。第二搬入缓冲盒(BuIN2)93用于收纳在第二次曝光时搬入到曝光装置200的晶圆W。第二搬出缓冲盒(BuOUT2)94用于收纳在第二次曝光结束之后从曝光装置200取出的晶圆W。另外，这些缓冲盒从上起按照第二搬入缓冲盒(BuIN2)93、第一搬入缓冲盒(BuIN1)91、第一搬出缓冲盒(BuOUT1)92、第二搬出缓冲盒(BuOUT2)94的顺序进行配置。
如图2所示，在缓冲部9的处理区S2侧设置有搬入用转接臂E1、搬出用转接臂E2。搬入用转接臂E1用于将涂覆后的晶圆W搬入到搬入缓冲盒91或者93。另外，搬出用转接臂E2用于从搬出缓冲盒92或者94搬出晶圆W。转接臂E1、E2也能够进入到第三输送用架单元TU3的交接台站TRS9、TRSE、TRSF。因而，在将晶圆W搬入到搬入缓冲盒91或者93时，利用第三输送层M3的梭动臂7将晶圆W交接到交接台站TRSE之后，利用搬入用转接臂E 1来搬入。另外，在将从搬出缓冲盒92或者94搬出的晶圆W返回时，通过搬出用转接臂E2交接到交接台站TRS9或者TRSF。
如图2所示，在缓冲部9的曝光装置200侧设置有第一次曝光用转接臂E3以及第二次曝光用转接臂E4。第一次曝光用转接臂E3用于在缓冲部9与曝光装置200之间输送第一次曝光用的晶圆W。第二次曝光用转接臂E4用于在缓冲部9与曝光装置200之间输送第二次曝光用的晶圆W。
接着，参照图6来说明线宽测量装置110。图6是表示线宽测量装置的结构的概略的纵剖视图。
例如，如图6所示，线宽测量装置110具有水平地载置晶圆W的载置台111以及光学式表面形状测量仪112。载置台111例如形成X-Y工作台，能够在水平方向的二维方向上移动。光学式表面形状测量仪112例如具有光照射部113、光检测部114以及算出部115。光照射部113从倾斜方向对晶圆W照射光。光检测部114检测从光照射部113照射而被晶圆W反射的光。算出部115根据该光检测部114的受光信息来算出晶圆W上的抗蚀图案的线宽CD。线宽测量装置110例如使用散射测量(Scatterometry)法来测量抗蚀图案的线宽。在使用散射测量法的情况下，在算出部115中，将由光检测部114检测出的晶圆W的面内的光强度分布与预先存储的虚拟的光强度分布进行对照。并且，能够通过求出与所对照的该虚拟的光强度分布对应的抗蚀图案的线宽CD来测量抗蚀图案的线宽CD。
另外，线宽测量装置110能够通过使晶圆W相对于光照射部113和光检测部114相对地水平移动来测量晶圆W的面内的多个测量点中的线宽。
例如，对于由多个晶圆W构成的晶圆组的各晶圆W，按每个晶圆W来改变由加热单元4进行的加热处理的加热温度(第一温度T1)，进行第一次图案形成处理，由此形成第一次抗蚀图案(第一抗蚀图案)P1。之后，对进行了第一次图案形成处理的各晶圆W进行第二次图案形成处理，由此形成第二次抗蚀图案(第二抗蚀图案)P2。并且，使用线宽测量装置110来测量所形成的第一和第二抗蚀图案P1、P2的线宽CD1、CD2。线宽测量装置110的测量结果例如从算出部115被输出到后述的主体控制部10。由此，准备表示第一温度T1与第二抗蚀图案P2的线宽CD2之间的关系的第一数据(后述的灵敏度ST12)。
在以上那样构成的涂覆显影处理系统1中进行的晶圆处理由图1所示的主体控制部10控制。主体控制部10还控制由线宽测量装置110进行的晶圆W上的抗蚀图案的线宽测量。主体控制部10例如包括具有CPU、存储器等的通用计算机，能够执行所存储的程序并控制晶圆处理、线宽测量。此外，主体控制部10的程序也可以是利用计算机可读取的存储介质安装到主体控制部10的程序。
接着，参照图7至图10来说明使用本实施方式的基板处理系统的基板处理方法。图7是用于说明本实施方式的基板处理方法的各工序的过程的流程图。图8是表示本实施方式的基板处理方法的各工序中的晶圆的状态的剖视图。图9是表示第一或者第二抗蚀图案的线距与第一或者第二温度之间的关系的表。图10是将线距相对于温度的灵敏度的值进行比较来表示的表。
如图7所示，本实施方式的基板处理方法具有第一数据准备工序(步骤S11)、第二数据准备工序(步骤S12)、第一处理工序(步骤S13～步骤S16)、第二处理工序(步骤S17～步骤S20)、线宽测量工序(步骤S21)、第一处理工序(步骤S22～步骤S25)以及第二处理工序(步骤S26～步骤S29)。
第一处理工序(步骤S13～步骤S16)以及第二处理工序(步骤S17～步骤S20)对一个晶圆W进行第一处理工序以及第二处理工序。第一处理工序(步骤S13～步骤S16)具有第一涂覆处理工序(步骤S13)、第一曝光工序(步骤S14)、第一加热处理工序(步骤S15)以及第一显影处理工序(步骤S16)。第二处理工序(步骤S17～步骤S20)具有第二涂覆处理工序(步骤S17)、第二曝光工序(步骤S18)、第二加热处理工序(步骤S19)以及第二显影处理工序(步骤S20)。
另外，第一处理工序(步骤S22～步骤S25)以及第二处理工序(步骤S26～步骤S29)对其它晶圆W进行第一处理工序以及第二处理工序。第一处理工序(步骤S22～步骤S25)具有第一涂覆处理工序(步骤S22)、第一曝光工序(步骤S23)、第一加热处理工序(步骤S24)以及第一显影处理工序(步骤S25)。第二处理工序(步骤S26～步骤S29)具有第二涂覆处理工序(步骤S26)、第二曝光工序(步骤S27)、第二加热处理工序(步骤S28)以及第二显影处理工序(步骤S29)。
首先，进行第一数据准备工序(步骤S11)。在第一数据准备工序(步骤S11)中，准备表示第一温度T1与第二抗蚀图案P2的线距SP2’的关系的第一数据。
对由多个晶圆W构成的晶圆组的各晶圆W进行后述的第一涂覆处理工序(步骤S13)和第一曝光工序(步骤S14)之后，按每个晶圆W来改变第一温度T1，进行后述的第一加热处理工序(步骤S15)。之后，进行后述的第一显影处理工序(步骤S16)至第二显影处理工序(步骤S20)，使用图8如后所述那样，在晶圆W上形成第一抗蚀图案P1和第二抗蚀图案P2。然后，使用线宽测量装置110来测量所形成的第二抗蚀图案P2的线距SP2’。由此，准备表示第一温度T1与第二抗蚀图案P2的线距SP2’之间的关系的第一数据(相当于后述的ST12)。
此外，在第一数据准备工序(步骤S11)中，也使用线宽测量装置110来测量所形成的第一抗蚀图案P1的线距SP1’。由此，还准备表示第一温度T1与第一抗蚀图案P1的线距SP1’之间的关系的第三数据(相当于后述的ST11)。
另外，第一抗蚀图案P1的线距SP1’和第二抗蚀图案P2的线距SP2’相当于本发明中的抗蚀图案的线宽。
接着，进行第二数据准备工序(步骤S12)。在第二数据准备工序(步骤S12)中，准备表示第二温度T2与第一抗蚀图案P1的线距SP1’之间的关系的第二数据。
对由多个晶圆W构成的晶圆组的各晶圆W进行后述的第一涂覆处理工序(步骤S13)至第二曝光工序(步骤S18)之后，按每个晶圆W来改变第二温度T2，进行后述的第二加热处理工序(步骤S19)。之后，进行后述的第二显影处理工序(步骤S20)，在晶圆W上形成第一抗蚀图案P1和第二抗蚀图案P2。然后，使用线宽测量装置110来测量所形成的第一抗蚀图案P1的线距SP1’。由此，准备表示第二温度T2与第一抗蚀图案P1的线距SP1’之间的关系的第二数据(相当于后述的ST21)。
此外，在第二数据准备工序(步骤S12)中，也使用线宽测量装置110来测量所形成的第二抗蚀图案P2的线距SP2’。由此，还准备表示第二温度T2与第二抗蚀图案P2的线距SP2’之间的关系的第四数据(相当于后述的ST22)。
另外，对于由多个晶圆W构成的一个晶圆组的各晶圆W，也可以按每个晶圆W来独立地改变由第一温度T1和第二温度T2构成的两个变量并在设定为两行两列的矩阵状的多个条件下，进行第一处理工序和第二处理工序。由此，能够集中进行第一数据准备工序(步骤S11)和第二数据准备工序(步骤S12)。
此外，也可以将第一温度T1和第二温度T2作为热板44的设定温度。或者代替热板而也可以使用红外线灯等热源来对晶圆W进行加热处理。在使用红外线灯等热源时，能够将热源附近的温度或者被热源加热处理的晶圆W附近的温度设为第一温度T1和第二温度T2。
接着，对一个晶圆W进行第一处理工序(步骤S13～步骤S16)。
首先，对一个晶圆W进行第一涂覆处理工序(步骤S13)。在第一涂覆处理工序(步骤S13)中，对一个晶圆W进行抗蚀剂的涂覆处理，形成第一抗蚀剂膜133。图8的(a)示出第一涂覆处理工序(步骤S13)中的晶圆的状态。
在进行第一涂覆处理工序(步骤S13)之前，预先在表面形成有被蚀刻膜131的晶圆130(晶圆W)上形成有下部防反射膜132。
将收纳有多个晶圆的载持件20从外部搬入到转运区S1，由传送臂C从载持件20内取出一个晶圆W，搬入到处理区S2。然后，搬入到第一子区SB1的第一涂覆处理部11。具体地说，首先，将晶圆W从传送臂C输送到第一输送用架单元TU1的交接台站TRS2，BCT层B2的主臂A2接受交接台站TRS2上的晶圆W。然后，按冷却单元→防反射膜形成单元(与图4的显影单元3对应的单元)→加热单元的顺序输送晶圆W，依次进行规定的处理。由此，在表面形成有被蚀刻膜131的晶圆130(晶圆W)上形成下部防反射膜(BARC)132。之后，将晶圆W返回到交接台站TRS2。
接着，利用交接臂D1将交接台站TRS2的晶圆W输送到第一输送用架单元TU1的交接台站TRS3，COT层B3的主臂A3接受交接台站TRS3上的晶圆W。然后，按冷却单元→抗蚀剂涂覆单元(与图4的显影单元3对应的单元)→加热单元的顺序输送晶圆W，依次进行规定的处理。由此，在下部防反射膜(BARC)132的上层形成第一抗蚀剂膜133。然后，将晶圆W输送到周缘曝光单元来进行周缘部曝光处理，之后，返回到交接台站TRS3。
用于形成第一抗蚀剂膜133的抗蚀剂的一例为化学放大型抗蚀剂。作为具体的一例，在本例中，能够使用可与将ArF准分子激光(波长193nm)用作光源的曝光对应的化学放大型的正抗蚀剂。
此外，也可以在第一抗蚀剂膜133的上层形成上部防反射膜(TARC)。此时，利用交接臂D1将交接台站TRS3的晶圆W输送到第一输送用架单元TU1的交接台站TRS4，TCT层B4的主臂A4接受交接台站TRS4上的晶圆W。然后，也可以按冷却单元→第二防反射膜形成单元(与图4的显影单元3对应的单元)→加热单元的顺序输送晶圆W的同时对晶圆W进行处理，在第一抗蚀剂膜133的上层形成上部防反射膜(TARC)。
并且，之后，使晶圆W返回到交接台站TRS4。如上所述，结束第一次涂覆处理。
接着，对一个晶圆W进行第一曝光工序(步骤S14)。在第一曝光工序(步骤S14)中，对形成有第一抗蚀剂膜133的一个晶圆W进行曝光。图8的(b)示出第一曝光工序(步骤S14)中的晶圆W的状态。
利用交接臂D1将返回到交接台站TRS4的晶圆W输送到交接台站TRSA。接着，第一输送层M1的梭动臂7接受交接台站TRSA上的晶圆W。然后，向第二输送用架单元TU2侧改变方向，移动到第二输送用架单元TU2侧，将晶圆W输送到第二输送用架单元TU2的交接台站TRSC。第二子区SB2所属的第三输送层M3的梭动臂7接受交接台站TRSC上的晶圆W。然后，向第三输送用架单元TU3侧改变方向，移动到第三输送用架单元TU3侧，将晶圆W输送到第三输送用架单元TU3的交接台站TRSE。利用转接区S3的搬入用转接臂E1将交接台站TRSE上的晶圆W搬入到缓冲部9的第一搬入缓冲盒(BuIN1)91。
在第一搬入缓冲盒(BuIN1)91中积存一批晶圆W的时刻，利用第一次曝光用转接臂E3将其中的晶圆W输送到曝光装置200。然后，对输送到曝光装置200的晶圆W实施第一次曝光。
如图8的(b)所示，在实施第一次曝光时，使用第一掩模板(reticle)R1对第一抗蚀剂膜133的所选择的部分进行曝光，例如产生相对于含有碱性溶剂等的显影液选择性地可溶化的可溶部133a。通过选择性地产生可溶部133a，在第一抗蚀剂膜133中得到由相对于显影液可溶的可溶部133a以及不溶的不溶部133b构成的第一图案P1。
在此，例如使用具有排列有线的图案的第一掩模板R1，得到第一图案P1。如图8的(b)所示，能够将第一图案P1的线宽L1和线距SP1例如分别设为32nm和32nm。
然后，将结束了第一次曝光的晶圆W搬出到转接区S3。具体地说，利用第一次曝光用转接臂E3搬入到第一搬出缓冲盒(BuOUT1)92。
接着，对一个晶圆W进行第一加热处理工序(步骤S15)。在第一加热处理工序(步骤S15)中，在第一温度T1条件下对一个晶圆W进行加热处理。图8的(c)示出第一加热处理工序(步骤S15)中的晶圆的状态。
将第一搬出缓冲盒(BuOUT1)92的晶圆W搬入到处理区S2，利用第二子区SB2的第一显影处理部14进行第一次显影处理。具体地说，利用搬出用转接臂E2取出第一搬出缓冲盒(BuOUT1)92的晶圆W，然后，输送到与第三输送用架单元TU3中的任一个DEV层B5对应的交接台站TRS9。接着，DEV层B5的主臂A5接受交接台站TRS9上的晶圆W，然后，在该DEV层B5输送到被包括在架单元U1～U4中的加热单元4，进行曝光后烘焙处理。
在加热单元4中，首先从输送口42搬入晶圆W，载置在图5示出的冷却板43上。接着冷却板43移动而晶圆W移动到热板44的上方。晶圆W从冷却板43被交接到升降销48，利用升降销48而将晶圆W载置到热板44上。这样开始进行晶圆W的加热处理(曝光后烘焙)。然后，在经过规定时间之后，利用升降销48使晶圆W与热板44分离，从而结束晶圆W的加热处理。之后，将晶圆W从升降销48交接到冷却板43而被冷却，将晶圆W通过输送口42从冷却板43输送到加热单元4的外部。
通过进行第一加热处理工序(步骤S15)，促进不溶部133b向可溶部133a的变化。因而，如图8的(c)所示，第一图案P1的线宽L1减少一些而成为L1’，第一图案P1的线距SP1增加一些而成为SP1’。
接着，对一个晶圆W进行第一显影处理工序(步骤S16)。在第一显影处理工序(步骤S16)中，通过对进行了第一加热处理工序(步骤S15)的一个晶圆W进行显影处理，形成第一抗蚀图案P1。图8的(d)示出第一显影处理工序(步骤S16)中的晶圆的状态。
将结束了第一加热处理工序(步骤S15)的一个晶圆W输送到显影单元3，对一个晶圆W上的第一抗蚀剂膜133进行显影处理。在显影处理中，例如使用TMAH(TetraMethyl AmmoniumHydroxide：四甲基氢氧化铵)等碱性溶剂来溶解去除第一抗蚀剂膜133的可溶部133a，由此，如图8的(d)所示，仅留下不溶部133b，形成第一抗蚀图案P1。
将形成有第一抗蚀图案P1的晶圆W按加热单元4→冷却单元的顺序进行输送，进行后烘焙(post baking)处理等规定的处理。这样，将形成有第一抗蚀图案P1的一个晶圆W输送到第二输送用架单元TU2的交接台站TRS5。如上所述，结束第一次显影处理。
接着，对一个晶圆W进行第二处理工序(步骤S17～步骤S20)。
首先，对一个晶圆W进行第二涂覆处理工序(步骤S17)。在第二涂覆处理工序(步骤S17)中，在一个晶圆W上涂覆处理抗蚀剂，形成第二抗蚀剂膜135。图8的(e)以及图8的(f)示出第二涂覆处理工序(步骤S17)中的晶圆的状态。
在第二涂覆处理工序(步骤S17)中，利用第二子区SB2的第二涂覆处理部13进行第二次涂覆处理。具体地说，首先，利用交接臂D2将交接台站TRS5上的晶圆W交接到交接台站TRS6，C/S层6的主臂A6接受交接台站TRS6上的晶圆W。然后，将晶圆W按清洗处理单元(与图4的显影单元3对应的单元)→加热单元→冷却单元→固化单元的顺序进行输送，对通过第一次涂覆/曝光/显影处理而形成的图案进行清洗处理和表面处理、例如通过紫外线照射来进行固化处理。由此防止在第二次涂覆处理时附着微粒或者引起浸出(leaching)。如图8的(e)所示，对进行了固化处理的第一抗蚀图案P1的表面134进行固化处理。并且，之后将晶圆W返回到交接台站TRS6。
接着，利用交接臂D2将交接台站TRS6的晶圆W输送到第二输送用架单元TU2的交接台站TRS7，COT层B7的主臂A7接受交接台站TRS7上的晶圆W。然后，将晶圆W按冷却单元→抗蚀剂涂覆单元(与图4的显影单元3对应的单元)→加热单元的顺序进行输送，依次进行规定处理。由此，如图8的(f)所示，在形成有第一抗蚀图案P1的晶圆W上形成第二抗蚀剂膜135。然后，将晶圆W输送到周缘曝光单元来进行周缘部曝光处理，之后返回到交接台站TRS7。
用于形成第二抗蚀剂膜135的抗蚀剂的一例也是化学放大型抗蚀剂，能够使用可与将ArF准分子激光(波长193nm)用作光源的曝光对应的化学放大型的正抗蚀剂。
此外，也可以在第二抗蚀剂膜135的上层形成上部防反射膜(TARC)。此时，利用交接臂D2将交接台站TRS7的晶圆W输送到第二输送用架单元TU2的交接台站TRS8，TCT层B8的主臂A8接受交接台站TRS8上的晶圆W。然后，也可以将晶圆W按冷却单元→第二防反射膜形成单元(与图4的显影单元3对应的单元)→加热单元的顺序进行输送，在第二抗蚀剂膜135的上层形成上部防反射膜(TARC)。
并且，之后将晶圆W返回到交接台站TRS8。如上所述，结束第二次涂覆处理。
接着，对一个晶圆W进行第二曝光工序(步骤S18)。在第二曝光工序(步骤S18)中，对形成有第二抗蚀剂膜135的一个晶圆W进行曝光。图8的(g)示出第二曝光工序(步骤S18)中的晶圆W的状态。
利用交接臂D2将交接台站TRS8上的晶圆W输送到交接台站TRSC。第二子区SB2所属的第三输送层M3的梭动臂7接受交接台站TRSC上的晶圆W。然后，向第三输送用架单元TU3侧改变方向，移动到第三输送用架单元TU3侧，将晶圆W输送到第三输送用架单元TU3的交接台站TRSE。利用转接区S3的搬入用转接臂E1将交接台站TRSE上的晶圆W搬入到缓冲部9的第二搬入缓冲盒(BuIN2)93。
在第二搬入缓冲盒(BuIN2)93中积存一批晶圆W的时刻，利用第二次曝光用转接臂E4将其中的晶圆W输送到曝光装置200。然后，对输送到曝光装置200的晶圆W实施第二次曝光。
如图8的(g)所示，在实施第二次曝光时，使用第二掩模板R2对第二抗蚀剂膜135的所选择的部分进行曝光，例如产生相对于由碱性溶剂等构成的显影液选择性地可溶化的可溶部135a。通过选择性地产生可溶部135a，在第二抗蚀剂膜135中得到由相对于显影液可溶的可溶部135a以及不溶的不溶部135b构成的第二图案P2。
在此，例如使用具有排列有线的图案的第二掩模板R2，得到第二图案P2。如图8的(g)所示，能够将第二图案P2的线宽L2和线距SP2例如分别设为32nm和32nm。
然后，将结束了第二次曝光的晶圆W搬出到转接区S3。具体地说，利用第二次曝光用转接臂E4搬入到第二搬出缓冲盒(BuOUT2)94。
接着，对一个晶圆W进行第二加热处理工序(步骤S19)。在第二加热处理工序(步骤S19)中，在第二温度T2条件下对一个晶圆W进行加热处理。图8的(h)示出第二加热处理工序(步骤S19)中的晶圆的状态。
将第二搬出缓冲盒(BuOUT2)94的晶圆W搬入到处理区S 2，利用第一子区SB1的第二显影处理部12进行第二次显影处理。具体地说，利用搬出用转接臂E2来取出第二搬出缓冲盒(BuOUT2)94的晶圆W，然后，输送到与第三输送用架单元TU3的第四输送层M4对应的交接台站TRSF。接着，第四输送层M4的梭动臂7接受交接台站TRSF上的晶圆W，然后，向第二输送用架单元TU2侧改变方向，移动到第二输送用架单元TU2侧。然后，梭动臂7将晶圆W输送到第二输送用架单元TU2的交接台站TRSD。将交接台站TRSD上的晶圆W利用交接臂D2输送到与第一子区SB1的第二显影处理部12所属的任一个DEV层B1对应的交接台站TRS5。并且，DEV层B1的主臂A1接受交接台站TRS5上的晶圆W，在该DEV层B1输送到被包括在架单元U1～U4中的加热单元4，进行曝光后烘焙处理。
在加热单元4中，首先从输送口42搬入晶圆W，载置在图5示出的冷却板43上。接着冷却板43移动而晶圆W移动到热板44的上方。晶圆W从冷却板43被交接到升降销48，利用升降销48将晶圆W载置到热板44上。这样开始进行晶圆W的加热处理(曝光后烘焙)。然后，经过规定时间之后，利用升降销48使晶圆W与热板44分离，从而结束晶圆W的加热处理。之后，将晶圆W从升降销48交接到冷却板43而被冷却，通过输送口42从冷却板43输送到加热单元4的外部。
通过进行第二加热处理工序(步骤S19)，促进不溶部135b向可溶部135a的变化。因而，如图8的(h)所示，第二图案P2的线宽L2减少一些而成为L2’，第二图案P2的线距SP2增加一些而成为SP2’。
接着，对一个晶圆W进行第二显影处理工序(步骤S20)。在第二显影处理工序(步骤S20)中，通过对进行了第二加热处理工序(步骤S19)的一个晶圆W进行显影处理，形成第二抗蚀图案P2。图8的(i)示出第二显影处理工序(步骤S20)中的晶圆的状态。
将结束了第二加热处理工序(步骤S19)的一个晶圆W输送到显影单元3，对一个晶圆W上的第一抗蚀剂膜135进行显影处理。在显影处理中，例如使用TMAH等碱性溶剂来溶解去除第二抗蚀剂膜135的可溶部135a，由此，如图8的(i)所示，仅留下不溶部135b，形成第二抗蚀图案P2。
将形成有第二抗蚀图案P2的晶圆W按加热单元4→冷却单元的顺序进行输送，进行后烘焙处理等规定的处理。这样，将形成有第二抗蚀图案P2的一个晶圆W输送到第一输送用架单元TU1的交接台站TRS1。如上所述，结束第二次显影处理。
利用传送臂C将结束了第二次显影处理的交接台站TRS1上的晶圆W收纳到载持件20内。
接着，进行线宽测量工序(步骤S21)。在线宽测量工序(步骤S21)中，对形成于一个晶圆W上的第一抗蚀图案P1的线宽CD1以及第二抗蚀图案P2的线宽CD2进行测量。
利用传送臂C将收纳在载持件20内的一个晶圆W输送到线宽测量装置110。然后，利用线宽测量装置110对图8的(i)示出的第一抗蚀图案P1的线宽L1’、第一抗蚀图案P1的线距SP1’、第二抗蚀图案P2的线宽L2’以及第二抗蚀图案P2的线距SP2’进行测量。
此外，在本实施方式中，方便起见，设为线宽CD1指线距SP1’，线宽CD2指线距SP2’。但是，即使线宽CD1指线宽L1’而线宽CD2指线宽L2’，也仅灵敏度ST11、ST12、ST21、ST22的标记变得正负相反，本实施方式仍然能够应用。
此外，在线宽测量工序(步骤S21)中，可以在晶圆W面内的中心点等的代表点处进行测量，也可以在晶圆W面内的多个测量点处进行测量。在第一和第二加热处理工序(步骤S15、S19)中，在将第一和第二温度T1、T2作为晶圆W面内的例如中心点等的代表点处的温度而进行控制时，在线宽测量工序(步骤S21)中，也可以在该代表点处进行线宽的测量。另外，在第一和第二加热处理工序(步骤S15、S19)中，在将第一和第二温度T1、T2在晶圆W面内的多个区域中独立进行控制时，在线宽测量工序(步骤S21)中，也可以进行所对应的多个测量点处的线宽的测量。
接着，对其它晶圆W进行第一处理工序(步骤S22～步骤S25)。
首先，对其它晶圆W进行第一涂覆处理工序(步骤S22)。在第一涂覆处理工序(步骤S22)中，在其它晶圆W上涂覆处理抗蚀剂，形成第一抗蚀剂膜133。对于其它晶圆W的第一涂覆处理工序(步骤S22)中的晶圆W的状态也与对一个晶圆W的第一涂覆处理工序(步骤S13)同样地在图8的(a)中示出。另外，具体的下部防反射膜132的形成、第一抗蚀剂膜133的形成以及根据需要而进行的上部防反射膜的形成能够与一个晶圆W的第一涂覆处理工序(步骤S13)同样地进行。
接着，对其它晶圆W进行第一曝光工序(步骤S23)。在第一曝光工序(步骤S23)中，对形成有第一抗蚀剂膜133的其它晶圆W进行曝光。对其它晶圆W进行第一曝光工序(步骤S23)时的晶圆W的状态也与对一个晶圆W进行第一曝光工序(步骤S14)同样地在图8的(b)中示出。另外，具体的曝光能够与一个晶圆W的第一曝光工序(步骤S14)同样地进行。
接着，对其它晶圆W进行第一加热处理工序(步骤S24)。在第一加热处理工序(步骤S24)中，根据第一数据ST12和第二抗蚀图案P2的线宽CD2的测量值CDc2来校正第一温度T1，在校正后的第一温度T1条件下对其它晶圆W进行加热处理。对其它晶圆W的第一加热处理工序(步骤S24)中的晶圆W的状态也与对一个晶圆W进行的第一加热处理工序(步骤S15)同样地在图8的(c)中示出。
后述具体的校正方法的例子，根据第一至第四数据ST12、ST21、ST11、ST22、第一和第二抗蚀图案P1、P2的线距SP1’和SP2’的测量值CDc1、CDc2以及目标值CDt1、CDt2，来校正第一温度T1。另外，测量值CDc1、CDc2是在线宽测量工序(步骤S21)中所测量的、分别形成于一个晶圆W上的第一和第二抗蚀图案P1、P2的线宽CD1、CD2的测量值。另外，具体的加热处理能够与对一个晶圆W进行的第一加热处理工序(步骤S15)同样地进行。
通过进行第一加热处理工序(步骤S24)，促进不溶部133b向可溶部133a的变化。因而，如图8的(c)所示，第一图案P1的线距SP1增加一些而成为SP1’。
接着，对其它晶圆W进行第一显影处理工序(步骤S25)。在第一显影处理工序(步骤S25)中，通过对进行了第一加热处理工序(步骤S24)的其它晶圆W进行显影处理，形成第一抗蚀图案P1。对其它晶圆W进行的第一显影处理工序(步骤S25)中的晶圆W的状态也与对一个晶圆W进行的第一显影处理工序(步骤S16)同样地在图8的(d)中示出。另外，具体的显影处理能够与对一个晶圆W进行的第一显影处理工序(步骤S16)同样地进行。
接着，对其它晶圆W进行第二处理工序(步骤S26～步骤S29)。
首先，对其它晶圆W进行第二涂覆处理工序(步骤S26)。在第二涂覆处理工序(步骤S26)中，在其它晶圆W上涂覆处理抗蚀剂，形成第二抗蚀剂膜135。对其它晶圆W进行的第二涂覆处理工序(步骤S26)中的晶圆W的状态也与对一个晶圆W进行的第二涂覆处理工序(步骤S17)同样地在图8的(e)以及图8的(f)中示出。另外，具体的第二抗蚀剂膜135的形成能够与一个晶圆W的第二涂覆处理工序(步骤S17)同样地进行。
接着，对其它晶圆W进行第二曝光工序(步骤S27)。在第二曝光工序(步骤S27)中，对形成有第二抗蚀剂膜135的其它晶圆W进行曝光。对其它晶圆W进行第二曝光工序(步骤S27)时的晶圆W的状态也与对一个晶圆W进行的第二曝光工序(步骤S18)同样地在图8的(g)中示出。另外，具体的曝光能够与对一个晶圆W进行的第二曝光工序(步骤S18)同样地进行。
接着，对其它晶圆W进行第二加热处理工序(步骤S28)。在第二加热处理工序(步骤S28)中，根据第二数据ST21和第一抗蚀图案P1的线宽CD1的测量值CDc1来校正第二温度T2，在校正后的第二温度T2条件下对其它晶圆W进行加热处理。对其它晶圆W进行的第二加热处理工序(步骤S28)中的晶圆W的状态也与对一个晶圆W进行的第二加热处理工序(步骤S19)同样地在图8的(h)中示出。
后述具体的校正方法的例子，根据第一至第四数据ST12、ST21、ST11、ST22、第一和第二抗蚀图案P1、P2的线距SP1’和SP2’的测量值CDc1、CDc2以及目标值CDt1、CDt2，来校正第二温度T2。另外，测量值CDc1、CDc2是在线宽测量工序(步骤S21)中所测量的、分别形成于一个晶圆W上的第一和第二抗蚀图案P1、P2的线宽CD1、CD2的测量值。另外，具体的加热处理能够与对一个晶圆W进行的第二加热处理工序(步骤S19)同样地进行。
通过进行第二加热处理工序(步骤S28)，促进不溶部135b向可溶部135a的变化。因而，如图8的(h)所示，第二图案P2的线距SP1增加一些而成为SP2’。
但是，在第一加热处理工序(步骤S24)中校正第一温度T1，在第二加热处理工序(步骤S28)中校正第二温度T2。其结果，对进行了第二加热处理工序(步骤S28)之后的第一图案P1的线距SP1’(CDc1)进行校正而成为接近目标值CDt1的值。另外，还对进行了第二加热处理工序(步骤S28)之后的第二图案P2的线距SP2’(CDc2)进行校正而成为接近目标值CDt2的值。
接着，对其它晶圆W进行第二显影处理工序(步骤S29)。在第二显影处理工序(步骤S29)中，对进行了第二加热处理工序(步骤S28)的其它晶圆W进行显影处理，形成第二抗蚀图案P2。对其它晶圆W进行的第二显影处理工序(步骤S29)中的晶圆W的状态也与对一个晶圆W进行的第二显影处理工序(步骤S20)同样地在图8的(i)中示出。另外，具体的显影处理能够与一个晶圆W的第二显影处理工序(步骤S20)同样地进行。
并且，将结束了第二次显影处理的晶圆W与一个晶圆W同样地利用传送臂C收纳于载持件20内。
此外，如图8的(j)所示，在进行到第二次显影处理之后，结束了本实施方式的基板处理方法的晶圆W在与基板处理系统相对独立地设置的蚀刻装置中能够对被蚀刻膜131进行蚀刻。
接着，说明在第一加热处理工序(步骤S24)中校正第一温度T1的方法以及在第二加热处理工序(步骤S28)中校正第二温度T2的方法。
在对晶圆W进行第一处理工序和第二处理工序之后，第一图案P1的线距SP1增加一些而成为SP1’，第二图案P2的线距SP2增加一些而成为SP2’。
第一温度T1越高在第一加热处理工序(步骤S24)中不溶部133b可溶化的化学反应越提前进行，因此第一抗蚀图案P1的线宽L1’减小，线距SP1’增加。即，如图9的(a)所示，第一温度T1与第一抗蚀图案P1的线距SP1’(CD1)之间的关系表示具有正的倾斜度(灵敏度)ST11的直线关系。
另外，第二温度T2越高在第二加热处理工序(步骤S28)中不溶部135b可溶化的化学反应越提前进行，因此第二抗蚀图案P2的线宽L2’减小，线距SP2’增加。即，如图9的(b)所示，第二温度T2与第二抗蚀图案P2的线距SP2’(CD2)之间的关系表示具有正的倾斜度(灵敏度)ST22的直线关系。
除此以外，有时第二抗蚀图案P2的线距SP2’受到第一温度T1的影响。即，如图9的(b)所示，第一温度T1与第二抗蚀图案P2的线距SP2’(CD2)之间的关系表示具有倾斜度(灵敏度)ST12的直线关系。这是由于，当第一抗蚀图案P1的线距SP1’由于第一温度T1而发生变化时，第一抗蚀图案P1的形状发生变化，其后形成的第二抗蚀图案P2的线距SP2’也发生变化。
另外，同样地，有时第一抗蚀图案P1的线距SP1’受到第二温度T2的影响。即，如图9的(c)所示，第二温度T2与第一抗蚀图案P1的线距SP1’(CD1)之间的关系表示具有倾斜度(灵敏度)ST21的直线关系。这是由于，在第二温度T2条件下进行第二加热处理工序而晶圆W上已经形成的第一抗蚀图案P1的形状发生变化，第一抗蚀图案P1的线距SP1’也发生变化。
在图10的表中示出通过进行第一数据准备工序和第二数据准备工序而求出的灵敏度ST11(第三数据)、灵敏度ST12(第一数据)、灵敏度ST21(第二数据)以及灵敏度ST22(第四数据)的值。在图10中示出利用ST11使ST12的值标准化、利用ST22使ST21的值标准化。在这样标准化的值中，ST11＝1.00、ST12＝0.30、ST21＝0.68、ST22＝1.00，可知与ST11、ST22相比，ST12、ST21具有无法忽视的有限的值。
因而，不仅根据灵敏度ST11(第三数据)还根据灵敏度ST12(第一数据)来校正第一温度T1，由此能够更高精度地校正抗蚀图案的线宽。即，根据灵敏度ST12(第一数据)和一个晶圆W的第二抗蚀图案P2的线宽CD2的测量值CDc2来校正第一温度T1，由此能够降低其它晶圆W的抗蚀图案的线宽的测量值的偏差。
另外，不仅根据灵敏度ST22(第四数据)还根据灵敏度ST21(第二数据)来校正第二温度T2，由此能够更高精度地校正抗蚀图案的线宽。即，根据灵敏度ST21(第二数据)和一个晶圆W的第一抗蚀图案P1的线宽CD1的测量值CDc1来校正第二温度T2，由此能够降低其它晶圆W的抗蚀图案的线宽的测量值的偏差。
具体地说，作为一例，能够使用以下式来进行校正。如图9的(a)以及图9的(c)所示，第一抗蚀图案P1的线距SP1’(CD1)相对于第一温度T1和第二温度T2分别具有灵敏度ST11和灵敏度ST21。因而，用以下式来表示第一抗蚀图案P1的线宽CD1的测量值CDc1与目标值CDt1之间的关系。
[式1]
CDt1＝CDc1+ST11(Ti1-Tc1)+ST21(Ti2-Tc2)…(1)
其中，在式(1)中，Tc1为校正前的第一温度，Ti1为校正后的第一温度，Tc2为校正前的第二温度，Ti2为校正后的第二温度。
另外，如图9的(b)以及图9的(d)所示，第二抗蚀图案P2的线距SP2’(CD2)相对于第一温度T1和第二温度T2分别具有灵敏度ST12和灵敏度ST22。因而，用以下式来表示第二抗蚀图案P2的线宽CD2的测量值CDc2与目标值CDt2之间的关系。
[式2]
CDt2＝CDc2+ST12(Ti1-Tc1)+ST22(Ti2-Tc2)…(2)
并且，通过求解式(1)、(2)，用式(3)来表示校正前的第一温度Tc1与校正后的第一温度Ti1之间的关系。
[式3]
T i 1 = T c 1 + CD t 1 - CD c 1 ST 21 - CD t 2 - CD c 2 ST 22 ST 11 ST 21 - ST 12 ST 22 · · · ( 3 )
另外，用式(4)来表示校正前的第二温度Tc2与校正后的第二温度Ti2之间的关系。
[式4]
T i 2 = T c 2 + CD t 1 - CD c 1 ST 11 - CD t 2 - CD c 2 ST 12 ST 21 ST 11 - ST 22 ST 12 · · · ( 4 )
因而，能够根据灵敏度ST11、ST12、ST21、ST22、线宽的测量值CDc1、CDc2以及线宽的目标值CDt1、CDt2来校正第一温度T1和第二温度T2。
如使用图9以及图10来进行说明那样，第二抗蚀图案P2的线宽CD2存在对第一温度T1的依赖性，第一抗蚀图案P1的线宽CD1存在对第二温度T2的依赖性。因而，与仅根据线宽CD1相对于第一温度T1的灵敏度ST11来校正第一温度T1并仅根据线宽CD2相对于第二温度T2的灵敏度ST22来校正第二温度T2的情况相比，能够更高精度地进行校正。
以上，根据本实施方式的基板处理方法，根据第二抗蚀图案的线宽相对于第一温度的灵敏度来校正第一温度，根据第一抗蚀图案的线宽相对于第二温度的灵敏度来校正第二温度。通过采用这种校正方法，能够降低晶圆之间的第一和第二抗蚀图案的线宽的偏差。另外，在晶圆之间能够降低晶圆面内的各测量点处的第一和第二抗蚀图案的线宽的偏差，因此能够降低晶圆面内的线宽的偏差。
另外，如图8所示，在本实施方式中，说明了第二抗蚀图案P2的各线与第一抗蚀图案P1的各线大致平行并交替排列的情况。但是，本实施方式还能够应用于第二抗蚀图案P2的各线不与第一抗蚀图案P1的各线大致平行而俯视看来与第一抗蚀图案P1的各线交叉的情况。此时，在第二抗蚀图案P2与第一抗蚀图案P1的各线进行交叉的位置以跨过第一抗蚀图案P1的各线之上的方式形成第二抗蚀图案P2。因而，第一抗蚀图案P1的形状与第二抗蚀图案P2的形状相互影响，灵敏度ST12、ST21的值变大，从而线宽容易变得参差不齐。于是，通过本实施方式，能够更有助于降低晶圆之间以及晶圆面内的线宽的偏差。
(第二实施方式)
接着，参照图11至图14来说明第二实施方式的基板处理方法。
在本实施方式的基板处理方法中，根据第二抗蚀图案的线宽的测量值来校正第一处理工序的曝光的曝光量而根据第一抗蚀图案的线宽的测量值来校正第二处理工序的曝光的曝光量这一点与第一实施方式的基板处理方法不同。
用于进行本实施方式的基板处理方法的基板处理系统能够与第一实施方式的基板处理系统相同。
另一方面，本实施方式的基板处理方法与第一实施方式的基板处理方法不同。图11是用于说明本实施方式的基板处理方法的各工序的过程的流程图。图12是表示本实施方式的基板处理方法的各工序中的晶圆的状态的剖视图。图13是表示第一或者第二抗蚀图案的线距与第一或者第二温度之间的关系的表。图14是将线距相对于温度的灵敏度的值进行比较来表示的表。此外，在以下文中有时对前面说明的部分标注相同的附图标记而省略说明。
如图11所示，本实施方式的基板处理方法具有第一数据准备工序(步骤S31)、第二数据准备工序(步骤S32)、第一处理工序(步骤S33～步骤S36)、第二处理工序(步骤S37～步骤S40)、线宽测量工序(步骤S41)、第一处理工序(步骤S42～步骤S45)以及第二处理工序(步骤S46～步骤S49)。
另外，第一处理工序(步骤S33～步骤S36)和第二处理工序(步骤S37～步骤S40)对一个晶圆W进行第一处理工序和第二处理工序。第一处理工序(步骤S33～步骤S36)具有第一涂覆处理工序(步骤S33)、第一曝光工序(步骤S34)、第一加热处理工序(步骤S35)以及第一显影处理工序(步骤S36)。第二处理工序(步骤S37～步骤S40)具有第二涂覆处理工序(步骤S37)、第二曝光工序(步骤S38)、第二加热处理工序(步骤S39)以及第二显影处理工序(步骤S40)。
另外，第一处理工序(步骤S42～步骤S45)和第二处理工序(步骤S46～步骤S49)对其它晶圆W进行第一处理工序和第二处理工序。第一处理工序(步骤S42～步骤S45)具有第一涂覆处理工序(步骤S42)、第一曝光工序(步骤S43)、第一加热处理工序(步骤S44)以及第一显影处理工序(步骤S45)。第二处理工序(步骤S46～步骤S49)具有第二涂覆处理工序(步骤S46)、第二曝光工序(步骤S47)、第二加热处理工序(步骤S48)以及第二显影处理工序(步骤S49)。
首先，进行第一数据准备工序(步骤S31)。在第一数据准备工序(步骤S31)中，准备表示第一曝光量D1与第二抗蚀图案P2的线距SP2’之间的关系的第一数据。
在对由多个晶圆W构成的晶圆组的各晶圆W进行后述的第一涂覆处理工序(步骤S33)之后，按每个晶圆W来改变第一曝光量D1，进行后述的第一曝光工序(步骤S34)。之后，进行后述的第一加热处理工序(步骤S35)至第二显影处理工序(步骤S40)，使用图12如后所述那样，在晶圆W上形成第一抗蚀图案P1和第二抗蚀图案P2。并且，使用线宽测量装置110来测量所形成的第二抗蚀图案P2的线距SP2’。由此，准备表示第一曝光量D1与第二抗蚀图案P2的线距SP2’之间的关系的第一数据(相当于后述的SD12)。
此外，与第一实施方式同样地在第一数据准备工序(步骤S31)中还准备表示第一曝光量D1与第一抗蚀图案P1的线距SP1’之间的关系的第三数据(相当于后述的ST11)。
接着，进行第二数据准备工序(步骤S32)。在第二数据准备工序(步骤S32)中，准备表示第二曝光量D2与第一抗蚀图案P1的线距SP1’之间的关系的第二数据。
在对由多个晶圆W构成的晶圆组的各晶圆W进行后述的第一涂覆处理工序(步骤S33)至第二涂覆处理工序(步骤S37)之后，按每个晶圆W来改变第二曝光量D2，进行后述的第二曝光工序(步骤S38)。之后，进行后述的第二加热处理工序(步骤S39)和第二显影处理工序(步骤S40)，使用图12如后所述那样，在晶圆W上形成第一和第二抗蚀图案P1、P2。并且，使用线宽测量装置110来测量所形成的第一抗蚀图案P1的线距SP1’。由此，准备表示第二曝光量D2与第一抗蚀图案P1的线距SP1’之间的关系的第二数据(相当于后述的SD21)。
此外，在第二数据准备工序(步骤S32)中还准备表示第二曝光量D2与第二抗蚀图案P2的线距SP2’之间的关系的第四数据(相当于后述的ST22)。
接着，对一个晶圆W进行第一处理工序(步骤S33～步骤S36)。
首先，对一个晶圆W进行第一涂覆处理工序(步骤S33)。第一涂覆处理工序(步骤S33)与第一实施方式中的第一涂覆处理工序(步骤S13)相同。在图12的(a)中示出第一涂覆处理工序(步骤S33)中的晶圆W的状态。图12的(a)与图8的(a)相同。
接着，对一个晶圆W进行第一曝光工序(步骤S34)。在第一曝光工序(步骤S34)中，以第一曝光量D1对形成有第一抗蚀剂膜133的一个晶圆W进行曝光。图12的(b)示出第一曝光工序(步骤S34)中的晶圆的状态。图12的(b)与图8的(b)相同。
与第一实施方式中的第一曝光工序(步骤S14)同样地对输送到曝光装置200的晶圆W实施第一次曝光。在实施第一次曝光时，如图12的(b)所示，将曝光量D作为第一曝光量D1，对第一抗蚀剂膜133进行曝光，得到由可溶部133a和不溶部133b构成的第一图案P1。然后，与第一实施方式同样地将结束了第一次曝光的晶圆W搬出到转接区S3。
接着，通过对一个晶圆W进行第一加热处理工序(步骤S35)至第二涂覆处理工序(步骤S37)，形成第一抗蚀图案P1，在所形成的第一抗蚀图案P1上形成第二抗蚀剂膜135。第一加热处理工序(步骤S35)至第二涂覆处理工序(步骤S37)的各工序分别与第一实施方式中的第一加热处理工序(步骤S15)至第二涂覆处理工序(步骤S17)的各工序相同。另外，在图12的(c)至图12的(f)中示出第一加热处理工序(步骤S35)至第二涂覆处理工序(步骤S37)的各工序中的晶圆W的状态。图12的(c)至图12的(f)的各图分别与图8的(c)至图8的(f)的各图相同。
接着，对一个晶圆W进行第二曝光工序(步骤S38)。在第二曝光工序(步骤S38)中，以第二曝光量D2对形成有第二抗蚀剂膜135的一个晶圆W进行曝光。图12的(g)示出第二曝光工序(步骤S38)中的晶圆W的状态。
与第一实施方式中的第二曝光工序(步骤S18)同样地对输送到曝光装置200的晶圆W实施第二次曝光。在实施第二次曝光时，如图12的(g)所示，将曝光量D作为第二曝光量D2，对第二抗蚀剂膜135进行曝光，得到由可溶部135a和不溶部135b构成的第二图案P2。然后，与第一实施方式同样地将结束了第二次曝光的晶圆W搬入到第二搬出缓冲盒(BuOUT2)94。
接着，通过对一个晶圆W进行第二加热处理工序(步骤S39)至第二显影处理工序(步骤S40)，形成第二抗蚀图案P2。第二加热处理工序(步骤S39)至第二显影处理工序(步骤S40)的各工序分别与第一实施方式中的第二加热处理工序(步骤S19)至第二显影处理工序(步骤S20)的各工序相同。另外，在图12的(h)以及图12的(i)中示出第二加热处理工序(步骤S39)以及第二显影处理工序(步骤S40)的各工序中的晶圆W的状态。图12的(h)以及图12的(i)的各图分别与图8的(h)以及图8的(i)的各图相同。
接着，进行线宽测量工序(步骤S41)。线宽测量工序(步骤S41)与第一实施方式中的线宽测量工序(步骤S21)相同。
接着，对其它晶圆W进行第一处理工序(步骤S42～步骤S45)。
首先，对其它晶圆W进行第一涂覆处理工序(步骤S42)。第一涂覆处理工序(步骤S42)与第一实施方式中的第一涂覆处理工序(步骤S22)相同。在图12的(a)中示出第一涂覆处理工序(步骤S42)中的晶圆W的状态。
接着，对其它晶圆W进行第一曝光工序(步骤S43)。在第一曝光工序(步骤S43)中，根据第一数据SD12以及第二抗蚀图案P2的线宽CD2的测量值CDc2来校正第一曝光量D1，以校正后的第一曝光量D1对其它晶圆W进行曝光。图12的(b)示出第一曝光工序(步骤S43)中的晶圆的状态。
与第一实施方式中的第一曝光工序(步骤S23)同样地对输送到曝光装置200的晶圆W实施第一次曝光。在实施第一次曝光时，如图12的(b)所示，以校正后的第一曝光量D1对第一抗蚀剂膜133进行曝光，得到由可溶部133a和不溶部133b构成的第一图案P1。然后，与第一实施方式同样地将结束了第一次曝光的晶圆W搬出到转接区S3。
接着，通过对其它晶圆W进行第一加热处理工序(步骤S44)至第二涂覆处理工序(步骤S46)，形成第一抗蚀图案P1，在所形成的第一抗蚀图案P1上形成第二抗蚀剂膜135。第一加热处理工序(步骤S44)至第二涂覆处理工序(步骤S46)的各工序分别与第一实施方式中的第一加热处理工序(步骤S24)至第二涂覆处理工序(步骤S26)的各工序相同。另外，在图12的(c)至图12的(f)中示出第一加热处理工序(步骤S44)至第二涂覆处理工序(步骤S46)的各工序中的晶圆W的状态。
接着，对其它晶圆W进行第二曝光工序(步骤S47)。在第二曝光工序(步骤S47)中，根据第二数据SD21以及第一抗蚀图案P1的线宽CD1的测量值CDc1来校正第二曝光量D2，以校正后的第二曝光量D2对其它晶圆W进行曝光。图12的(g)示出第二曝光工序(步骤S47)中的晶圆的状态。
与第一实施方式中的第二曝光工序(步骤S27)同样地对输送到曝光装置200的晶圆W实施第二次曝光。在实施第二次曝光时，如图12的(g)所示，以校正后的第二曝光量D2对第二抗蚀剂膜135进行曝光，得到由可溶部135a和不溶部135b构成的第二图案P2。然后，与第一实施方式同样地将结束了第二次曝光的晶圆W搬入到第二搬出缓冲盒(BuOUT2)94。
接着，通过对其它晶圆W进行第二加热处理工序(步骤S48)至第二显影处理工序(步骤S49)，形成第二抗蚀图案P2。第二加热处理工序(步骤S48)至第二显影处理工序(步骤S49)的各工序分别与第一实施方式中的第二加热处理工序(步骤S28)至第二显影处理工序(步骤S29)的各工序相同。另外，在图12的(h)以及图12的(i)中示出第二加热处理工序(步骤S48)以及第二显影处理工序(步骤S49)的各工序中的晶圆W的状态。
然后，与第一实施方式同样，与一个晶圆W同样地利用传送臂C将结束了第二次显影处理的晶圆W收纳到载持件20内。另外，在进行到第二次显影处理之后，如图12的(i)所示，结束了本实施方式的基板处理方法的晶圆W在与基板处理系统相对独立地设置的蚀刻装置中能够对被蚀刻膜131进行蚀刻。
接着，说明在第一曝光工序(步骤S43)中校正第一曝光量D1的方法以及在第二曝光工序(步骤S47)中校正第二曝光量D2的方法。
如图13的(a)所示，第一曝光量D1与第一抗蚀图案P1的线距SP1’(CD1)之间的关系表示具有正的倾斜度(灵敏度)SD11的直线关系。另外，如图13的(d)所示，第二曝光量D2与第二抗蚀图案P2的线距SP2’(CD2)之间的关系表示具有正的倾斜度(灵敏度)SD22的直线关系。
另一方面，如图13的(b)所示，第一曝光量D1与第二抗蚀图案P2的线距SP2’(CD2)之间的关系表示具有倾斜度(灵敏度)SD12的直线关系。这是由于，当第一抗蚀图案P1的线距SP1’由于第一曝光量D1而发生变化时，第一抗蚀图案P1的形状发生变化，其后形成的第二抗蚀图案P2的线距SP2’也发生变化。
另外，同样，如图13的(c)所示，第二曝光量D2与第一抗蚀图案P1的线距SP1’(CD1)之间的关系表示具有倾斜度(灵敏度)SD21的直线关系。这是由于，以第二曝光量D2进行第二曝光工序而晶圆W上已经形成的第一抗蚀图案P1的形状发生变化，第一抗蚀图案P1的线距SP1’发生变化。
在图14的表中示出通过进行第一数据准备工序和第二数据准备工序而求出的灵敏度SD11(第三数据)、灵敏度SD12(第一数据)、灵敏度SD21(第二数据)以及灵敏度SD22(第四数据)的值。在图14中示出利用SD11来使SD12的值标准化、利用SD22来使SD21的值标准化。在这样标准化的值中也为SD11＝1.00、SD12＝0.45、SD21＝0.19、SD22＝1.00，可知与SD11、SD22相比，SD12、SD21具有无法忽视的有限的值。
因而，不仅根据灵敏度SD11(第三数据)还根据灵敏度SD12(第一数据)来校正第一曝光量D1，由此能够降低其它晶圆W的抗蚀图案的线宽的测量值的偏差。另外，不仅根据灵敏度SD22(第四数据)还根据灵敏度SD21(第二数据)来校正第二曝光量D2，由此能够降低其它晶圆W的抗蚀图案的线宽的测量值的偏差。
另外，与第一实施方式同样地能够使用以下式来进行校正。如图13的(a)以及图13的(c)所示，第一抗蚀图案P1的线距SP1’(CD1)相对于第一曝光量D1和第二曝光量D2分别具有灵敏度SD11和SD21。因而，用以下式来表示第一抗蚀图案P1的线宽的测量值CDc1与目标值CDt1之间的关系。
[式5]
CDt1＝CDc1+SD11(Di1-Dc1)+SD21(Di2-Dc2)…(5)
其中，在式(5)中，Dc1为校正前的第一曝光量，Di1为校正后的第一曝光量，Dc2为校正前的第二曝光量，Di2为校正后的第二曝光量。
另外，如图13的(b)以及图13的(d)所示，第二抗蚀图案P2的线距SP2’(CD2)相对于第一曝光量D1和第二曝光量D2分别具有灵敏度SD12和灵敏度SD22。因而，用以下式来表示第二抗蚀图案P2的线宽CD2的测量值CDc2与目标值CDt2之间的关系。
[式6]
CDt2＝CDc2+SD12(Di1-Dc1)+SD22(Di2-Dc2)…(6)
并且，通过求解式(5)、(6)，用式(7)来表示校正前的第一曝光量Dc1与校正后的第一曝光量Di1之间的关系。
[式7]
D i 1 = D C 1 + CD t 1 - CD c 1 SD 21 - CD t 2 - CD c 2 SD 22 SD 11 SD 21 - SD 12 SD 22 · · · ( 7 )
另外，用式(8)来表示校正前的第二曝光量Dc2与校正后的第二曝光量Di2之间的关系。
[式8]
D i 2 = D c 2 + CD t 1 - CD c 1 SD 11 - CD t 2 - CD c 2 SD 12 SD 21 SD 11 - SD 22 SD 12 · · · ( 8 )
因而，能够根据灵敏度SD11、SD12、SD21、SD22、线宽的测量值CDc1、CDc2以及线宽的目标值CDt1、CDt2来校正第一曝光量D1和第二曝光量D2。
此外，在曝光装置中根据曝光源的输出、曝光时间等处理条件来决定曝光量D。因而，在本实施方式中，代替曝光量D，也可以校正曝光源的输出或者曝光时间。或者，也可以使用曝光时的温度、光源与晶圆的距离或者进行液浸曝光时的液体的浓度等各种曝光时的处理条件。
如使用图13以及图14来进行说明那样，第二抗蚀图案P2的线宽CD2存在对第一曝光量D1的依赖性，第一抗蚀图案P1的线宽CD1存在对第二曝光量D2的依赖性。因而，与仅根据线宽CD1相对于第一曝光量D1的灵敏度SD11来校正第一曝光量D1并仅根据线宽CD2相对于第二曝光量D2的灵敏度SD22来校正第二曝光量D2的情况相比，能够更高精度地进行校正。
以上，根据本实施方式的基板处理方法，根据第二抗蚀图案的线宽相对于第一曝光量的灵敏度来校正第一曝光量，根据第一抗蚀图案的线宽相对于第二曝光量的灵敏度来校正第二曝光量。通过采用这种校正方法，能够降低晶圆之间的第一和第二抗蚀图案的线宽的偏差。另外，在晶圆之间能够降低晶圆面内的各测量点处的第一和第二抗蚀图案的线宽的偏差，因此能够降低晶圆面内的线宽的偏差。
另外，如图12所示，在本实施方式中，说明了第二抗蚀图案P2的各线与第一抗蚀图案P1的各线大致平行并交替排列的情况。但是，本实施方式还能够应用于第二抗蚀图案P2的各线不与第一抗蚀图案P1的各线大致平行而俯视看来与第一抗蚀图案P1的各线交叉的情况。此时，在第二抗蚀图案P2与第一抗蚀图案P1的各线进行交叉的位置以跨在第一抗蚀图案P1的各线之上的方式形成第二抗蚀图案P2。因而，第一抗蚀图案P1的形状与第二抗蚀图案P2的形状相互影响，灵敏度SD12、SD21的值变大，从而线宽容易变得参差不齐。于是，通过本实施方式，能够更有助于降低晶圆之间以及晶圆面内的线宽的偏差。
以上，说明了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述特定的实施方式，在权利要求书所记载的本发明的宗旨的范围内能够进行各种变形和变更。
此外，在第一实施方式中，说明了根据第二抗蚀图案的线宽的测量值来校正第一处理工序的加热处理的加热温度、根据第一抗蚀图案的线宽的测量值来校正第二处理工序的加热处理的加热温度的例子。另外，在第二实施方式中，说明了根据第二抗蚀图案的线宽的测量值来校正第一处理工序的曝光的曝光量、根据第一抗蚀图案的线宽的测量值来校正第二处理工序的曝光的曝光量的例子。
但是，本发明还能够应用于根据第二抗蚀图案的线宽的测量值来校正第一处理工序的处理条件中的一个处理条件、根据第一抗蚀图案的线宽的测量值来校正第二处理工序的其中一个处理条件的例子。即，本发明也可以是以下发明：根据第二抗蚀图案的线宽的测量值来校正第一处理工序的第一处理条件、根据第一抗蚀图案的线宽的测量值来校正第二处理工序的第二处理条件。
能够将一个条件(第一处理条件和第二处理条件)作为加热处理的加热时间、结束了曝光之后至开始加热处理为止的推迟时间、加热处理的气氛、涂覆处理、显影处理中的晶圆温度、晶圆转速、抗蚀剂和显影液的供给速度等。
另外，本发明能够应用于包括对半导体基板、玻璃基板、其它各种基板进行处理的工序的装置。

Claims (7)

1.一种基板处理方法，其用于对基板进行处理，其具有以下工序：
第一处理工序，通过对形成有第一抗蚀剂膜的上述基板进行曝光，对曝光后的上述基板进行加热处理，对加热处理后的上述基板进行显影处理来形成第一抗蚀图案；以及
第二处理工序，在形成有上述第一抗蚀图案的上述基板上形成第二抗蚀剂膜，对形成有上述第二抗蚀剂膜的上述基板进行曝光，对曝光后的上述基板进行加热处理，对加热处理后的上述基板进行显影处理，由此形成第二抗蚀图案，
在对一个基板进行上述第二处理工序之后，
对形成于上述一个基板上的上述第二抗蚀图案的线宽进行测量，根据所测量的上述第二抗蚀图案的线宽的测量值来校正上述第一处理工序的第一处理条件，在校正后的上述第一处理条件下对其它基板进行上述第一处理工序，
对形成于上述一个基板上的上述第一抗蚀图案的线宽进行测量，根据所测量的上述第一抗蚀图案的线宽的测量值来校正上述第二处理工序的第二处理条件，在校正后的上述第二处理条件下对上述其它基板进行上述第二处理工序。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述第一处理工序中，在第一温度条件下对曝光后的上述基板进行加热处理，
在上述第二处理工序中，在第二温度条件下对曝光后的上述基板进行加热处理，
在对上述一个基板进行上述第二处理工序之后，
根据上述第二抗蚀图案的线宽的测量值，校正上述第一温度，在校正后的上述第一温度条件下对上述其它基板进行加热处理，
根据上述第一抗蚀图案的线宽的测量值，校正上述第二温度，在校正后的上述第二温度条件下对上述其它基板进行加热处理。
3.根据权利要求2所述的基板处理方法，其特征在于，
具有以下工序：
第一数据准备工序，准备第一数据，该第一数据表示上述第一温度与上述第二抗蚀图案的线宽之间的关系；以及
第二数据准备工序，准备第二数据，该第二数据表示上述第二温度与上述第一抗蚀图案的线宽之间的关系，
在对上述一个基板进行上述第二处理工序之后，
根据上述第一数据和上述第二抗蚀图案的线宽的测量值，校正上述第一温度，
根据上述第二数据和上述第一抗蚀图案的线宽的测量值，校正上述第二温度。
4.根据权利要求3所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述第一数据准备工序中，对于由多个基板构成的第一基板组的各基板，按每个上述基板来改变上述第一温度而进行上述第一处理工序，在对进行了上述第一处理工序的上述各基板进行上述第二处理工序之后，对形成于上述各基板上的上述第二抗蚀图案的线宽进行测量，由此准备上述第一数据，
在上述第二数据准备工序中，对于由多个基板构成的第二基板组的各基板，进行上述第一处理工序，在对进行了上述第一处理工序的上述各基板按每个上述基板来改变上述第二温度而进行上述第二处理工序之后，对形成于上述各基板上的上述第一抗蚀图案的线宽进行测量，由此准备上述第二数据。
5.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述第一处理工序中，以第一曝光量对上述基板进行曝光，
在上述第二处理工序中，以第二曝光量对上述基板进行曝光，
在对上述一个基板进行上述第二处理工序之后，
根据上述第二抗蚀图案的线宽的测量值，校正上述第一曝光量，以校正后的上述第一曝光量对上述其它基板进行曝光，
根据上述第一抗蚀图案的线宽的测量值，校正上述第二曝光量，以校正后的上述第二曝光量对上述其它基板进行曝光。
6.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于，
具有以下工序：
第一数据准备工序，准备第一数据，该第一数据表示上述第一曝光量与上述第二抗蚀图案的线宽之间的关系；以及
第二数据准备工序，准备第二数据，该第二数据表示上述第二曝光量与上述第一抗蚀图案的线宽之间的关系，
在对上述一个基板进行上述第二处理工序之后，
根据上述第一数据和上述第二抗蚀图案的线宽的测量值，校正上述第一曝光量，
根据上述第二数据和上述第一抗蚀图案的线宽的测量值，校正上述第二曝光量。
7.根据权利要求6所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述第一数据准备工序中，对于由多个基板构成的第一基板组的各基板，按每个上述基板来改变上述第一曝光量而进行上述第一处理工序，在对进行了上述第一处理工序的上述各基板进行上述第二处理工序之后，对形成于上述各基板上的上述第二抗蚀图案的线宽进行测量，由此准备上述第一数据，
在上述第二数据准备工序中，对于由多个基板构成的第二基板组的各基板，进行上述第一处理工序，在对进行了上述第一处理工序的上述各基板按每个上述基板来改变上述第二曝光量而进行上述第二处理工序之后，对形成于上述各基板上的上述第一抗蚀图案的线宽进行测量，由此准备上述第二数据。
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