CN108028177A - 基板处理装置、基板处理方法以及存储介质 - Google Patents

基板处理装置、基板处理方法以及存储介质 Download PDF

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Abstract

防止在基板的周端部形成异常的抗蚀图案。本发明的基板处理方法包括以下工序：针对基板的表面的周端部，获取沿着该基板的径向的高度分布；接着，以基于所述高度分布对所述周端部的高度的下降进行矫正的方式在所述基板的整个表面形成下层膜；以及接着，在所述下层膜的整个表面形成抗蚀膜。因而，在该基板的周端部，抑制曝光时对抗蚀膜的表面的聚焦偏移。作为其结果，能够抑制在该周端部形成异常的抗蚀图案。

Description

基板处理装置、基板处理方法以及存储介质
技术领域
本发明涉及一种形成设置于抗蚀膜的下层的下层膜的基板处理方法、基板处理装置以及存储介质。
背景技术
在作为半导体装置的制造工序之一的光刻工序中，在作为基板的半导体晶圆(以下记载为晶圆)形成抗蚀图案。为了形成该抗蚀图案，例如晶圆在被搬送到进行抗蚀剂的涂布、显影的涂布、显影装置来接受抗蚀剂的涂布处理之后，被搬送到与相应的涂布、显影装置连接的曝光装置来按照期望的图案进行曝光。
上述晶圆的表面的周端部构成为朝向外方下降的倾斜面。另外，有时向上述涂布、显影装置搬入在向相应的涂布、显影装置搬入之前的半导体装置的制造工艺中进行了膜的形成和基于CMP(Chemical Mechanical Polishing：化学机械抛光)的该膜的去除后的晶圆(以后有时记载为研磨晶圆)。存在反复多次进行该膜的形成和膜的去除的情况，存在如下倾向：该反复的次数越多，上述倾斜面的、该倾斜面的上端的高度与从该倾斜面的上端向晶圆的外方偏移规定距离后的位置的高度之间的差(下降量)即边缘下降(Edge Roll-Off)量越大。
另外，在上述曝光装置中，进行使该晶圆倾斜的整平校正，以使聚焦面与被进行曝光处理的区域的晶圆的表面一致。另外，在包含晶圆的周端部和比该周端部靠内侧的位置的周缘区域进行曝光处理时，即使能够在比晶圆的周端部靠内侧的位置通过整平校正来使聚焦面与晶圆的表面一致，在周端部上述边缘下降比较大、即聚焦面与晶圆的表面之间的高度差比较大的情况下，会导致散焦(聚焦异常)。如果这样，作为抗蚀图案的线宽的CD(Critical Dimension：关键尺寸)的大小会相对于设计值发生变动，因此该周缘区域的半导体制品的成品率下降。但是，存在如下要求：针对该晶圆的周缘区域也将CD设为设计值而提高半导体制品的成品率。在专利文献1中，对具备用于测定基板的表面的高度的整平传感器的曝光装置进行了记载，但是关于上述问题的解决方法，没有进行任何公开。
专利文献1：日本特开2010-219528号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是基于上述的情形而完成的，其目的在于，提供一种能够防止在基板的周端部形成异常的抗蚀图案的技术。
用于解决问题的方案
本发明的基板处理方法的特征在于，包括以下工序：针对基板的表面的周端部，获取沿着该基板的径向的高度分布；
接着，以基于所述高度分布对所述周端部的高度的下降进行矫正的方式在所述基板的整个表面形成下层膜；
接着，在所述下层膜的整个表面形成抗蚀膜。
本发明的基板处理装置的特征在于，具备：高度分布获取模块，其用于针对基板的表面的周端部，获取沿着该基板的径向的高度分布；以及
下层膜形成模块，其以基于所述高度分布对所述周端部的高度的下降进行矫正的方式，在所述基板的整体表面形成设置于抗蚀膜的下层的下层膜。
本发明的存储介质保存有在基板处理装置中使用的计算机程序，所述基板处理装置在基板形成设置于抗蚀膜的下层的下层膜，所述存储介质的特征在于，所述程序被组入步骤以执行本发明的基板处理方法。
发明的效果
根据本发明，针对基板的表面的周端部，获取沿着该基板的径向的高度分布，以基于所述高度分布对所述周端部的高度的下降进行矫正的方式，在所述基板的整个表面形成下层膜。因而，在该基板的周端部，抑制曝光时对在下层膜上形成的抗蚀膜的表面的聚焦偏移。作为其结果，能够抑制在该周端部形成异常的抗蚀图案。
附图说明
图1是所述涂布、显影装置的详细的俯视图。
图2是所述涂布、显影装置的立体图。
图3是所述涂布、显影装置的概要纵截侧视图。
图4是设置于所述涂布、显影装置的SOC膜形成模块的纵截侧视图。
图5是示出在所述SOC膜形成模块中形成于晶圆的SOC膜的膜厚分布的曲线图。
图6是晶圆的纵截侧视图。
图7是示出晶圆的倾斜面的高度分布的曲线图。
图8是示出在所述SOC膜形成模块中形成于晶圆的SOC膜的膜厚分布的曲线图。
图9是示出在所述SOC膜形成模块中形成于晶圆的SOC膜的表面的高度分布的曲线图。
图10是用于获取晶圆的倾斜面的高度分布的摄像模块的纵截侧视图。
图11是所述摄像模块的横截俯视图。
图12是示出在所述摄像模块中获取的晶圆的侧面的图像的说明图。
图13是示出在所述摄像模块中获取的晶圆的侧端部的图像的说明图。
图14是示出在所述摄像模块中获取的晶圆的侧端部的图像的说明图。
图15是示出晶圆的倾斜面的高度分布的曲线图。
图16是晶圆的周端部的纵截侧视图。
图17是晶圆的周端部的纵截侧视图。
图18是晶圆的周端部的纵截侧视图。
图19是晶圆的周端部的纵截侧视图。
图20是晶圆的周端部的纵截侧视图。
图21是示出用于获取晶圆的周端部的高度分布的模块的结构的概要结构图。
图22是示出SOC膜形成模块的其它结构例的纵截侧视图。
图23是示出SOC膜形成模块的其它结构例的纵截侧视图。
图24是示出SOC膜形成模块的其它结构例的纵截侧视图。
图25是示出晶圆的倾斜面的高度分布的曲线图。
图26是示出晶圆的CD的分布的曲线图。
具体实施方式
参照图1～图3来对本发明的基板处理装置的实施方式所涉及的涂布、显影装置1进行说明。图1、图2、图3分别是涂布、显影装置1的俯视图、立体图、概要纵截侧视图。该涂布、显影装置1构成为将承载块D1、处理块D2以及接口块D3水平地连接为直线状。另外，所述曝光装置D4在与处理块D2相反的一侧同接口块D3连接。在以后的说明中，只要没有特别的记载，将块D1～D3和曝光装置D4的排列方向设为前后方向。在该涂布、显影装置1中，在作为圆形的基板的晶圆W的表面从下方侧起按被称为SOC(Spin On Carbon：自旋碳)的有机膜、反射防止膜、抗蚀膜的顺序层叠这些膜，抗蚀膜在曝光装置D4中接受曝光处理。在曝光处理后，抗蚀膜在涂布、显影装置1中被进行显影处理。在该例子中，晶圆W的直径为300mm，在该晶圆W的周缘设置有示出晶圆W的方向的切口、即槽口N。
承载块D1向涂布、显影装置1搬入保存有多张晶圆W的承载件C或从涂布、显影装置1搬出保存有多张晶圆W的承载件C。该承载件C内的晶圆W例如为在背景技术的项目中所说明的研磨晶圆。但是，也可以保存没有被进行上述成膜和基于CMP的膜去除的晶圆W(以下存在记载为新的晶圆的情况)。承载块D1具备承载件C的载置台11、开闭部12、以及用于经由开闭部12从承载件C搬送晶圆W的搬送机构13。
处理块D2构成为从下起按用于对晶圆W进行液处理的第一单位块E1～第六单位块E6的顺序层叠有这些单位块。E1与E2为彼此相同的单位块，E3与E4为彼此相同的单位块，E5与E6为彼此相同的单位块。在相同的单位块中，彼此并行地进行晶圆W的搬送和处理。
在此，参照图1，将单位块中的单位块E1作为代表来进行说明。在从承载块D1朝向接口块D3的搬送区域14的左右的一方侧沿前后方向配置有多个棚架单元U，在另一方侧沿前后方向排列设置有两个SOC膜形成模块3。SOC膜形成模块3为向晶圆W供给药液来在晶圆W的表面形成作为下层膜的被称为SOC(Spin On Carbon)的有机膜的模块，关于模块的结构的更加具体的一例，后面记述。棚架单元U具备加热模块15。另外，在上述搬送区域14中，设置有作为晶圆W的搬送机构的搬送臂F1。
对单位块E3～E6与单位块E1、E2之间的差异点进行说明，单位块E3、E4代替两个SOC膜形成模块3而具备反射防止膜形成模块16和抗蚀膜形成模块17。反射防止膜形成模块16和抗蚀膜形成模块17与SOC膜形成模块3大致同样地构成，但是向晶圆W供给的药液与SOC膜形成模块3不同，反射防止膜形成模块16供给反射防止膜形成用的药液，抗蚀膜形成模块17供给抗蚀剂。
在单位块E5、E6中，代替SOC膜形成模块3而具备显影模块18。显影模块18与SOC膜形成模块3大致同样地构成，但是关于向晶圆W供给的药液，代替SOC膜形成用的药液而向晶圆W供给显影液。除了这样的差异以外，单位块E1～E6彼此同样地构成。在图3中，关于相当于搬送臂F1的各单位块E2～E6的搬送臂，以F2～F6示出。
在处理块D2中的靠承载块D1侧设置有跨越各单位块E1～E6地上下延伸的塔T1以及用于与塔T1进行晶圆W的交接的升降自如的搬送机构19。塔T1由彼此层叠的多个模块构成，设置在单位块E1～E6的各高度处的模块能够与相应单位块E1～E6的各搬送臂F1～F6之间交接晶圆W。作为这些模块，包含设置在各单位块的高度位置的交接模块TRS、进行晶圆W的温度调整的调温模块CPL、暂时地保管多张晶圆W的缓冲模块、以及使晶圆W的表面疏水化的疏水化处理模块等。为了使说明简单化，省略了关于所述疏水化处理模块、调温模块、所述缓冲模块的图示。另外，在该塔T1设置有摄像模块5。通过摄像模块5进行晶圆W的摄像，在与该摄像结果相应的处理条件下，通过SOC膜形成模块3对该晶圆W进行成膜处理。关于摄像模块5，在后面详细地说明。
接口块D3具备跨越单位块E1～E6地上下延伸的塔T2、T3、T4。在该接口块D3设置有用于塔T2和塔T3进行晶圆W的交接的升降自如的作为搬送机构的接口臂21、用于塔T2和塔T4进行晶圆W的交接的升降自如的作为搬送机构的接口臂22、以及用于在塔T2与曝光装置D4之间进行晶圆W的交接的作为搬送机构的接口臂23。
塔T2构成为交接模块TRS、用于保存曝光处理前的多张晶圆W并使其滞留的缓冲模块、用于保存曝光处理后的多张晶圆W的缓冲模块、以及进行晶圆W的温度调整的调温模块等相互层叠，但是在此省略缓冲模块和调温模块的图示。此外，在塔T3、T4也设置有模块，但是关于该模块，也省略说明。
接着，对设置于涂布、显影装置1的控制部100进行说明。控制部100例如由计算机构成且具有未图示的程序保存部。在该程序保存部中保存有组织有命令(步骤群)的程序，以进行各模块中的晶圆W的处理和基于各搬送机构的模块间的晶圆W的搬送。在上述各模块中的晶圆W的处理中，包含后面记述的摄像模块5中的晶圆W周端部的高度分布的获取、和基于获取到的高度分布的SOC膜形成模块3中的风门39的开度设定。而且，通过根据该程序从控制部100向涂布、显影装置1的各部输出控制信号，来对该涂布、显影装置1的各部的动作进行控制。该程序例如以被收容于硬盘、光盘、磁光盘或存储卡等存储介质的状态保存于程序保存部。
接着，参照图4的纵截侧视图来对作为下层膜形成模块的SOC膜形成模块3进行说明。图中31为旋转卡盘，吸附晶圆W的背面中央部来将晶圆W保持为水平。图中32为使旋转卡盘31旋转的旋转机构，晶圆W通过该旋转卡盘31的旋转绕水平轴旋转。图中33为上方侧开口的杯，包围载置于旋转卡盘31的晶圆W的周围。图中34为构成杯33的底部的液接受部，形成上方开口的环状的凹部。图中35为液导向部，该液导向部在旋转卡盘31的下方以将该旋转卡盘31包围的方式设置，具备倾斜面和从该倾斜面的周缘向下方延伸的垂直壁，以将从晶圆W向下方溢出的液导向液接受部34。图中36为从杯33的内壁向斜上方延伸的板状的液导向部，接受从晶圆W飞散的液体后导向液接受部34。图中36A为沿厚度方向贯通液导向部36的贯通孔。
在上述液接受部35设置有向杯33外排出药液的排液口37和朝向上方延伸的排气管38。大气从杯33外向杯33内流入并通过排气管38排出。图中的虚线的箭头示出这样排气的大气的流动。图中39为在排气管38的中途设置的开度调整自如的风门，以与该风门39的开度相应的排气量从排气管38进行排气。
另外，图中41为在旋转卡盘31的周围设置的三个(图4中只显示两个)升降自如的销，用于在搬送臂F1或搬送臂F2与旋转卡盘31之间交接晶圆W。图中42为向铅垂下方喷出SOC膜形成用的药液的喷嘴，以在被旋转卡盘31保持的晶圆W的中心部上与杯33的外侧之间移动自如的方式构成。图中43为经由药液供给管44来与喷嘴42连接的药液供给源。图中45为在药液供给管44的中途设置的流量调整部，对向喷嘴42供给的药液的流量进行调整。
当对上述SOC膜形成模块3中的成膜处理进行说明时，从喷嘴42向被旋转卡盘31保持的晶圆W的中心部喷出药液来开始进行成膜处理。喷出的药液由于旋转的晶圆W的离心力而向晶圆W的周缘部展伸，对晶圆W整个表面进行涂布，所谓的进行旋涂。药液的喷出停止，在喷出到晶圆W的药液遍及该晶圆W的周缘部后还持续进行晶圆W的旋转以使药液干燥来形成SOC膜。之后，晶圆W的旋转停止，成膜处理结束。
在从通过上述旋涂而药液遍及到晶圆W的周端的时刻至SOC膜的干燥还未充分进行的规定时刻的期间(设为药液干燥期间)，从晶圆W的周端部流过的气流的速度越大，该周端部的药液的干燥进展越迅速。而且，成膜结束后晶圆W的周端部的沿着该晶圆W径向的SOC膜的膜厚分布与该药液的干燥速度相应。上述药液干燥期间内的晶圆W周端部的气流的速度与风门39的开度相应，因此上述晶圆W的周端部处的SOC膜的膜厚分布由风门39的开度来决定。这样，风门39构成用于对药液的干燥速度进行调整的调整机构。
在SOC膜形成模块3中，例如在上述药液干燥期间，能够将风门39的开度设定为第一开度、第二开度、第三开度中的任一开度来进行成膜处理。也就是说，在SOC膜形成模块3中，能够按每个晶圆W选择所形成的SOC膜的膜厚分布。作为开度的大小的顺序，为第一开度>第二开度>第三开度。另外，通过设为第一开度、第二开度、第三开度，使成膜处理结束后的形成于晶圆W的周端部且沿着该晶圆W的径向的SOC膜的膜厚分布分别成为第一膜厚分布、第二膜厚分布、第三膜厚分布。图5的曲线图为示出第一膜厚分布～第三膜厚分布的例子的曲线图。曲线图的横轴为距晶圆W的中心的距离(单位：mm)，曲线图的纵轴为形成的SOC膜的膜厚(单位：nm)。如曲线图所示那样，风门39的开度越大，晶圆W的周端部的膜厚越大且朝向晶圆W的外方观察时的膜厚的上升量越大。
在此，参照图6～图8来对SOC膜形成模块3构成为能够如已述那样按每个晶圆W选择所形成的膜厚分布的理由进行说明。如背景技术的项目所说明那样，在向涂布、显影装置1搬送的晶圆W的表面的周端部形成有朝向外方下降的倾斜面10(参照图6)，该周端部的形状、更详细地为包含沿着晶圆W表面的径向的倾斜面10的周端部的高度分布根据每个晶圆W而不同。
在图7的曲线图中，示出上述晶圆W表面的周端部的沿着径向的高度分布的一例。在曲线图中，用实线示出作为研磨晶圆的晶圆W1的高度分布，用虚线示出作为新的晶圆的晶圆W2的高度分布。曲线图的横轴表示距晶圆W的中心的距离(单位：mm)。曲线图的纵轴表示边缘下降量。如果更详细地对纵轴进行说明，将倾斜面10的上端和与倾斜面10相比靠晶圆W的内侧的表面设为0mm来表示周端部的各位置的表面的高度。因而，在该图7的曲线图中边缘下降量为0或-(负)的值，边缘下降量的绝对值越大，从倾斜面10的上端起的下降越大。如曲线图所示，晶圆W1的周端部的高度分布与晶圆W2的周端部的高度分布互不相同，在距晶圆W的中心的距离相同的位置处，晶圆W1的边缘下降量的绝对值更大。此外，上述图6的晶圆W示出晶圆W1。
这样，由于晶圆W1中边缘下降量的绝对值比较大，因此当针对该晶圆W1分别形成平坦的SOC膜、反射防止膜、抗蚀膜时，该抗蚀膜的表面也与各膜形成前同样地，在晶圆W1的周端部边缘下降量的绝对值变大。如果是这样，如背景技术的项目所记述那样，在该晶圆W1的周端部，在曝光装置D4中曝光时的聚焦面与该抗蚀膜之间的偏离变大，有可能引起散焦。
因此，在SOC膜形成模块3中，根据上述晶圆W表面的周端部的高度分布形成SOC膜，该SOC膜具有越朝向晶圆W的周端而膜厚越大的膜厚分布，以使得倾斜面10上的SOC膜的表面与倾斜面10相比倾斜缓和而平坦性变高。例如，针对具有图7所示的高度分布的晶圆W1，使周端部的沿着径向的膜厚分布如图8的曲线图所示那样地形成SOC膜。图8的曲线图的横轴、纵轴与图5的曲线图的横轴、纵轴同样地分别表示距晶圆W的中心的距离、SOC膜的膜厚。此外，如已述那样，在SOC膜形成模块3中形成于晶圆W的膜厚分布为图5所示的第一膜厚分布～第三膜厚分布，但是在图8中为了便于说明，示出与第一膜厚分布～第三膜厚分布不同的SOC膜的膜厚分布。
而且，在图9的曲线图中，用实线示出将具有图8所示的膜厚分布的SOC膜形成于具有图7所示的周端部的高度分布的晶圆W1的情况下的、沿着晶圆W的径向的SOC膜的表面的高度分布。图9的横轴、纵轴与图7的横轴、纵轴同样地分别表示距晶圆W的中心的距离、边缘下降量。图9中的SOC膜的表面的高度分布是通过对图7的周端部的高度分布和图8的SOC膜的膜厚分布的、距晶圆W的中心的距离相同的位置处的边缘下降量与SOC膜的膜厚进行合计来获取的。
在图9的曲线图中，用虚线表示形成SOC膜之前的周端部的高度分布以用于比较。用该虚线示出的分布与在图7的曲线图中用实线示出的分布相同。如该图9的曲线图所示那样，通过形成具有图8所示的膜厚分布的SOC膜，晶圆W的周端部的各位置处的边缘下降量的绝对值的下降得到抑制。即，在晶圆W的周端部对边缘下降(高度的下降)进行矫正，在倾斜面10上形成有表面的平坦性比该倾斜面10的平坦性高的SOC膜。通过这样形成SOC膜，在该SOC膜层叠反射防止膜和抗蚀膜时，能够抑制晶圆W的周端部的抗蚀膜的边缘下降而防止散焦。
而且，如上所述SOC膜形成前的表面的周端部的高度分布根据晶圆W而不同，因此以能够形成具有与该高度分布相应的膜厚分布的SOC膜来对边缘下降进行矫正的方式构成SOC膜形成模块3。此外，在图6～图9中为了便于说明，示出了在研磨晶圆W1上形成SOC膜来对边缘下降进行矫正的例子，但也可以在新的晶圆W2上形成SOC膜来对边缘下降进行矫正。
接着，分别参照图10、图11的纵截侧视图、横截俯视图来对作为高度分布获取模块的摄像模块5进行说明。该摄像模块5对晶圆W的周端部进行拍摄并向控制部100发送图像数据，以使控制部100能够获取上述晶圆W的表面的周端部的沿着径向的高度分布。图中51为壳体，52为在壳体51的侧壁开口的晶圆W的搬送口。53为将晶圆W的背面中央部吸附来将该晶圆W水平载置的台，构成为通过驱动机构54旋转自如且在壳体51的前侧(搬送口52侧)与内侧之间移动自如。图中55为用于在搬送机构19与作为第一载置部的台53之间交接晶圆W的升降销。
图中56为透过型的光电传感器，包括位于台53的上方的投光部56A和位于台53的下方的受光部56B。台53从自搬送机构19接受到晶圆W的位置(在图10中用实线表示的位置)起稍前进并旋转一次，在该旋转中从投光部56A朝向下方，以一部分被晶圆W的周缘部遮住且其它一部分通过晶圆W的侧方并向受光部56B照射的方式照射光。而且，通过控制部100，基于受光部56B的受光量来检测槽口N。
在壳体51内的内侧设置有镜57和照相机58。图中标注了58A的双点划线的箭头表示照相机58的光轴，从照相机58朝向下方的光轴58A被镜57反射后朝向水平方向。这样朝向水平方向的光轴58A与进行拍摄的摄像位置(在图中用单点划线表示的位置)处的晶圆W的直径的延长线一致，照相机58能够对该晶圆W的侧面进行拍摄。
另外，在壳体51内设置有作为第一摄像机构的照相机59。图中标注了59A的双点划线的箭头表示照相机59的光轴，该箭头沿着晶圆W的切线方向。由此，照相机59能够从晶圆W的侧方对上述摄像位置处的晶圆W的侧端部进行拍摄。此外，在该摄像模块5中，除了设置有照相机58、59以外，还设置有分别进行该整个表面、背面周缘部的摄像的照相机，以进行晶圆W的整个表面的状态的检查、晶圆W的背面周缘部有无异物的检查，但是为了防止图示和说明的繁杂化而省略了这些照相机的显示。
对该摄像模块5中的晶圆W的摄像和直到从获取到的图像数据获取已述的晶圆W的周端部的高度分布为止的控制部100中的处理进行说明。首先，当向台53交接晶圆W时，如上所述那样检测槽口N，晶圆W旋转来使该槽口N朝向规定方向。然后，晶圆W向摄像位置移动，利用作为第二摄像机构的照相机58进行拍摄，由控制部100获取例如图12所示的图像数据61。然后，检测图像数据61中的晶圆W的上下的中心位置62(图中用单点划线表示)，计算中心位置62相对于预先设定的基准位置(图中用虚线表示)63的上下方向的偏移量H。例如在由于晶圆W翘曲而晶圆W的周端部相对于水平面倾斜的情况下，偏移量H为0以外的值，在晶圆W的周端部相对于水平面没有倾斜的情况下，偏移量H的值为0。在图12的例子中，示出偏移量H为0以外的值的情况下的图像数据61。
接着，晶圆W旋转180°，以能够利用照相机59对晶圆W的周端部中的被照相机58拍摄过的位置进行拍摄。旋转后，利用照相机59进行拍摄，利用控制部100获取图像数据64。图13示出该图像数据64的一例。基于上述偏移量H来对获取的该图像数据64进行校正。具体地说，对图像数据64进行校正，使得图像倾斜与偏移量H对应的量，并使比倾斜面10靠内侧的晶圆W的表面为水平。
图14示出这样校正后的图像数据64，基于校正后的该图像数据64，来获取例如图15的曲线图所示的、已述的晶圆W的周端部的表面的沿着径向的高度分布。图15的曲线图的横轴、纵轴与图7的曲线图同样地分别表示距晶圆W的中心的距离、边缘下降量。利用构成运算部的控制部100进行上述偏移量H的计算、图像数据64的校正以及基于校正后的图像数据64的晶圆W的周端部的高度分布的获取。
接着，参照示出晶圆W的表面状态的图16～图20来对包含该涂布、显影装置1以及曝光装置D4的系统中的晶圆W的搬送和处理进行说明。针对彼此相同地构成的两个单位块E，分开地向任一单位块E搬送晶圆W，但在此以向单位块E1～E6中的E1、E3、E5分别搬送晶圆W来进行说明。
例如，具备图6所示的倾斜面10的晶圆W从承载件C被搬送机构13搬送到处理块D2中的塔T1的交接模块TRS0，之后，被搬送机构19搬送到摄像模块5。在摄像模块5中，如上所述那样进行槽口N的检测、晶圆W的方向调整、用图12所说明的图像数据61的获取、基于图像数据61的晶圆W的上下的偏移量H的检测、用图13所说明的晶圆W的周端部的图像数据64的获取、用图14所说明的基于偏移量H的图像数据64的校正、以及用图15所说明的晶圆W的表面的周端部的沿着该晶圆W的径向的高度分布的获取。
然后，根据图5所说明的SOC膜的第一膜厚分布～第三膜厚分布各膜厚分布和由摄像模块5获取到的晶圆W的周端部的高度分布，来如图7～图9所说明那样获取SOC膜的表面的高度分布。更具体地说，计算距晶圆的中心的距离彼此相同的位置处的由各第一膜厚分布～第三膜厚分布规定的膜厚和获取到的周端部的高度的合计，获取使用第一膜厚分布计算出的高度分布、使用第二膜厚分布计算出的高度分布、以及使用第三膜厚分布计算出的高度分布共计三种如图9所示那样的SOC膜的表面的高度分布。接着，关于三种SOC膜的表面的高度分布，决定各部的膜厚的偏差最小、即平坦性最高的SOC膜的表面的高度分布。而且，决定为用第一膜厚分布～第三膜厚分布中的、在所决定的SOC膜的表面的高度分布的计算中使用的膜厚分布来形成SOC膜。利用控制部100进行以上各运算和各决定。
被这样决定了要形成的SOC膜的膜厚分布的晶圆W被搬送机构19从摄像模块5搬送到与单位块E1对应的塔T1的交接模块TRS1，并被搬送臂F1搬送到SOC膜形成模块3。然后，如图4所说明那样进行药液的旋涂，在该药液从晶圆W的表面的中心部遍及周缘部之后，风门39的开度被设为第一开度～第三开度中的获得被决定的SOC膜的膜厚分布的开度。而且，晶圆W的表面的药液暴露于排气流而干燥，以在晶圆W的端部成为第一膜厚分布～第三膜厚分布中的被决定的膜厚分布的方式在晶圆W整个表面形成SOC膜71(图16)。也就是说，在倾斜面10上，SOC膜71的表面以与该倾斜面10相比抑制边缘下降的方式形成。
之后，晶圆W被搬送臂F1搬送到加热模块15来进行加热，并被搬送到交接模块TRS1。接着，晶圆W被搬送机构19搬送到与单位块E3对应的交接模块TRS3。然后，被搬送臂F3搬送到反射防止膜形成模块16，与SOC膜形成模块3中的处理同样地通过旋涂来进行药液的涂布，在晶圆W的整个表面形成反射防止膜72。该反射防止膜72以在晶圆W的面内的各部为均匀的膜厚的方式形成。如上所述那样在晶圆W的周端部抑制了反射防止膜72的下方的SOC膜71的边缘下降，因此反射防止膜72的表面的边缘下降也得到抑制。
之后，晶圆W在被搬送臂F3搬送到加热模块15进行加热之后，被搬送到抗蚀膜形成模块17，与SOC膜形成模块3中的处理同样地通过旋涂来进行抗蚀剂的涂布，在晶圆W的整个表面形成抗蚀膜73(图17)。抗蚀膜73也以在晶圆W的面内的各部为均匀的膜厚的方式形成。如上所述那样在晶圆W的周端部抑制了抗蚀膜73的下方的SOC膜71的边缘下降，因此抗蚀膜73的表面的边缘下降也得到抑制。
之后，晶圆W被搬送臂F3按加热模块15→塔T2的交接模块TRS31的顺序搬送。接着，晶圆W被接口臂21、23经由塔T3向曝光装置D4搬入。在曝光装置D4中，用于照射曝光光束的曝光头74在晶圆W的表面上移动，对晶圆W的各区域进行曝光处理(图18)。图中的虚线的箭头示出曝光光束。另外，图中75为曝光头74的聚焦面。如上所述那样抑制了抗蚀膜73的边缘下降，因此在晶圆W的周端部能够以抑制了抗蚀膜73的表面与聚焦面75的偏离的状态对晶圆W的包含周端部的区域进行曝光处理(图19)。
曝光后的晶圆W被接口臂22、23在塔T2、T4间搬送，被搬送到与单位块E5对应的塔T2的交接模块TRS51，被搬送臂F5按加热模块15→显影模块18的顺序搬送，被进行显影处理。如上所述那样在晶圆W的周端部以抑制聚焦面75与抗蚀膜73的表面之间的偏离的方式进行曝光，因此在晶圆W的周端部以CD为设计值的方式形成抗蚀图案76(图20)。之后，晶圆W按搬送臂F5→加热模块15→塔T1的交接模块TRS5→搬送机构13的顺序被搬送，通过搬送机构13返回到承载件C。此外，在向单位块E2、E4、E6分别搬送晶圆W并进行处理的情况下，使用搬送臂F2、F4、F6，对于塔T1、T2的交接模块TRS，使用与单位块E2、E4、E6对应的高度处的模块来代替与单位块E1、E3、E5对应的高度处的模块。
根据该涂布、显影装置1，基于利用摄像模块5对晶圆W的侧端部从侧方拍摄所得到的图像数据64，来获取晶圆W的表面的周端部的沿着该晶圆W的径向的高度分布，基于获取到的高度分布在SOC膜形成模块3中设定风门39的开度来形成SOC膜以对该周端部处的高度的下降进行矫正。然后，在形成这样的SOC膜之后，在该SOC膜上层叠抗蚀膜，因此针对抗蚀膜的表面，晶圆W的周端部的高度的下降得到抑制。作为其结果，能够抑制曝光时的聚焦面与抗蚀膜之间的偏离，能够抑制在晶圆W的周端部抗蚀图案的CD变为异常的情形。
另外，在该涂布、显影装置1中，基于由对晶圆W的侧面进行拍摄的照相机58获取到的图像数据61，来对由照相机59获取到的图像数据64进行校正，基于被校正后的该图像数据64来获取晶圆W的周端部的高度位置的分布。因而，控制部100能够更准确地把握该倾斜面10的高度位置的分布，因此能够以使晶圆W的周端部处的表面的平坦性更可靠地变高的方式形成SOC膜。
另外，关于上述晶圆W的周端部的沿着径向的倾斜面10的高度位置的分布，并不限于根据来自照相机59的图像数据获取。例如，在涂布、显影装置1中，设置具备图21所示的反射型的激光式的位移传感器66的模块。该位移传感器66向铅垂下方照射激光，并且接收被晶圆W反射的激光。位移传感器66与未图示的移动机构连接以能够在载置于模块内的载置部的晶圆W的端部上沿着晶圆W的径向移动。而且，在从位移传感器66向包含倾斜面10的晶圆W的周端部上照射激光的同时，该位移传感器66移动。基于该移动中的位移传感器66的受光，控制部100获取晶圆W表面的周端部处的高度分布。
此外，不限于在位移传感器66的移动中持续地照射激光，也可以是，在移动中间歇地向倾斜面10照射激光，获取倾斜面10的隔开间隔的多个位置的各位置的高度，基于此来决定SOC膜的膜厚分布。另外，SOC膜通过旋涂而形成，因此周向上的各位置的膜厚相等。因此，在使位移传感器66沿着晶圆W的径向移动时，并不限于事先使晶圆W静止，也可以使晶圆W旋转来进行周端部的表面的高度分布的获取。
另外，在上述涂布、显影装置1中，不使抗蚀膜的膜厚以与倾斜面10的高度分布对应地越朝向周端而越厚的原因在于，当那样抗蚀膜的面内各部的厚度出现偏差时，抗蚀图案的CD在面内各部也出现偏差。其中，也可以是，代替SOC膜，以基于晶圆W的周端部的高度分布来如上述SOC膜那样越朝向周端越厚的方式形成反射防止膜，使反射防止膜的周端部的表面为平坦。另外，也可以是，不仅是调整反射防止膜和SOC膜中的一方的膜厚分布，还基于获取到的晶圆W的周端部的高度分布来一起调整SOC膜和反射防止膜的膜厚分布。
另外，反射防止膜在作为光刻之后的工序的蚀刻工序中作为硬掩膜使用，因此当其厚度大时利用蚀刻去除花费时间，因此存在要求使膜厚比较小的情况。但是，SOC膜为有机膜，因此对膜厚比较大的位置也能够通过使用氧的等离子处理来迅速地去除。因而，相比于只针对SOC膜和反射防止膜中的反射防止膜调整膜厚分布，优选的是，只针对SOC膜调整膜厚分布，或一同调整SOC膜和反射防止膜的膜厚分布，来抑制反射防止膜的膜厚的增大。此外，构成该抗蚀膜的下层膜的反射防止膜既可以由有机材料构成，也可以由氮化硅、二氧化硅等无机材料构成。
另外，SOC膜的膜厚分布的调整并不限于已述的通过风门39的开度进行调整的情形。图22示出在SOC膜形成模块3中设置有整流板81的例子。整流板81构成为以覆盖晶圆W的周缘部的方式沿着该周缘部的环状。另外，整流板81构成为能够通过升降机构82进行升降。该整流板81在已述的药液的药液干燥期间配置于向上方稍远离晶圆W的表面的高度位置。如图中以虚线的箭头所示那样，晶圆W的周端部的药液在暴露于排气流的同时被干燥而形成SOC膜71，该排气流从整流板81的中央的开口部向整流板81的下表面流动并沿着晶圆W的径向进一步在整流板81的下表面与旋转的晶圆W的表面之间流动。
整流板81与晶圆W的表面之间的距离越小，在晶圆W的周端部流动的排气流的流速越大，药液的干燥进展越迅速，因此能够使晶圆W的周端侧的SOC膜的膜厚更大。也就是说，通过变更整流板81的高度，能够变更晶圆W的周端处的SOC膜71的膜厚分布。因而，在药液干燥期间中，通过在与获取到的晶圆W的周端部的高度分布对应的高度配置整流板81并进行晶圆W表面的药液的干燥，能够在晶圆W的周端部形成抑制了边缘下降的SOC膜71。
另外，为了调整SOC膜的膜厚分布，并不限于对晶圆W的周端部的排气流进行控制。图23所示的SOC膜形成模块3在被旋转卡盘31保持的晶圆W的周端部上具备光照射部83，该光照射部83包括向铅垂下方照射光的LED。该光照射部83通过向晶圆W照射光，来对晶圆W的周端部局部性地进行加热。而且，光照射部83的光的照射强度是调整自如的，照射强度越大而晶圆W的周端部的温度越高，药液的干燥进展越迅速。因而，在药液干燥期间中，通过从光照射部83以与获取到的晶圆W的周端部的高度分布对应的照射强度向旋转的晶圆W的周端部照射光来进行加热，以使晶圆W的周端部成为与该高度分布相应的温度，能够在晶圆W的周端部形成抑制了边缘下降的SOC膜71。
另外，图24所示的SOC膜形成模块3具备能够向晶圆W的周端部局部地喷出SOC膜形成用药液的喷嘴46。图中47为在将喷嘴46与药液供给源43连接的药液供给管48的中途设置的药液的流量调整部。如上所述那样通过旋涂来向晶圆W的整个表面涂布药液，在使该药液干燥并形成SOC膜之后，从喷嘴46向旋转的晶圆W供给药液。也就是说，在图24的SOC膜形成模块3中，在晶圆W的周端部重复涂布SOC膜形成用药液。在进行该重复涂布时，基于获取到的晶圆W的周端部的高度分布控制流量调整部47向喷嘴46供给的药液的流量和晶圆W的转速，来进行向周端部的药液的涂布以成为抑制边缘下降的膜厚。另外，除了已述方法以外，也可以是，基于倾斜面10的高度分布来设定药液干燥期间中的晶圆W的转速，由此抑制SOC膜的周端部处的边缘下降。
能够组合地实施已述各装置结构例。例如，示出了通过风门39的开度的调整、对来自光照射部83的照射量进行调整来调整SOC膜的膜厚分布的方法，但是也可以是，通过一同变更风门39的开度、来自光照射部83的照射量，来对SOC膜的膜厚分布进行调整。
(评价试验)
对与本发明关联地进行的评价试验1进行说明。针对周端部具有图25的曲线图所示那样的高度分布的晶圆W，形成SOC膜、反射防止膜、抗蚀膜，进行曝光、显影来形成抗蚀图案。曲线图的横轴、纵轴分别与图7的曲线图同样地表示距晶圆W的中心的距离、下降量。另外，在该评价试验1中所使用的晶圆W为研磨晶圆。其中，在该评价试验1中，各膜的膜厚与已述实施方式不同，以在晶圆W的面内整体均匀的方式成膜。在抗蚀图案形成后，测定晶圆W的面内的CD。
图26的曲线图示出CD的测定结果。曲线图的横轴、纵轴分别表示距晶圆W的中心的距离(单位：mm)、CD(单位：nm)。如图26的曲线图所示，当从中心侧朝向周端观察时，在该评价试验1中所使用的晶圆W在直到距晶圆W的中心的距离为145mm为止边缘下降量为0mm，但当比145mm靠外侧时，边缘下降量的绝对值逐渐变大。而且，当从晶圆W的中心侧朝向周端观察图26的曲线图时，直到距晶圆W的中心的距离为145mm为止CD以大致相同的值推移，但当比145mm靠外侧时，能够观察到CD的下降。这样，从评价试验1的结果确认出CD的变动与边缘下降量对应。因而，在已述发明的实施方式所说明的方法中，通过抑制边缘下降来抑制CD的变动是有效的。

Claims (14)

1.一种基板处理方法，其特征在于，包括以下工序：
针对基板的表面的周端部，获取沿着该基板的径向的高度分布；
接着，以基于所述高度分布对所述周端部的高度的下降进行矫正的方式，在所述基板的整个表面形成下层膜；以及
接着，在所述下层膜的整个表面形成抗蚀膜。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
获取所述高度分布的工序是基于使用第一摄像机构对载置于第一载置部的所述基板的侧端部进行拍摄所获取到的所述第一图像数据来进行的。
3.根据权利要求2所述的基板处理方法，其特征在于，
在获取所述高度分布的工序中，
检测载置于所述第一载置部的所述基板的端部相对于上下方向的基准位置的位置偏移，获取所述高度分布的工序是基于该位置偏移来进行的。
4.根据权利要求3所述的基板处理方法，其特征在于，
所述位置偏移的检测是基于利用第二摄像机构对载置于所述第一载置部的所述基板的侧面进行拍摄所获取的第二图像数据来进行的。
5.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
形成所述下层膜的工序包括以下工序：
药液供给工序，向载置在设置于杯内的第二载置部的基板的表面的中心部供给用于形成下层膜的药液；
旋转工序，使第二载置部旋转，通过离心力使所述药液向该基板的表面的周缘部展伸并且使所述药液干燥；以及
调整工序，在所述旋转工序的实施中，根据所述高度分布来对该基板的周端部处的药液的干燥速度进行调整。
6.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于，
所述调整工序具备排气工序，在该排气工序中，以与所述高度分布相应的排气量对杯内进行排气。
7.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于，
所述调整工序具备以下工序：对所述基板的周端部局部性地进行加热，以设为与所述高度分布相应的温度。
8.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于，
所述调整工序具备以下工序：将设置在基板之上的整流构件配置在与所述高度分布相应的高度。
9.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
高度分布获取模块，其用于针对基板的表面的周端部，获取沿着该基板的径向的高度分布；以及
下层膜形成模块，其以基于所述高度分布对所述周端部的高度的下降进行矫正的方式，在所述基板的整个表面形成设置于抗蚀膜的下层的下层膜。
10.根据权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，
所述高度分布获取模块具备：
第一载置部，其载置所述基板；
第一摄像机构，其用于对载置于所述第一载置部的所述基板的侧端部进行拍摄来获取第一图像数据，
在基板处理装置设置有运算部，该运算部用于基于所述第一图像数据来获取所述高度分布。
11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其特征在于，
所述高度分布获取模块具备位置偏移检测机构，该位置偏移检测机构用于检测载置于所述第一载置部的所述基板的端部相对于上下方向的基准位置的位置偏移，
所述运算部基于所述位置偏移来获取所述高度分布。
12.根据权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，
所述位置偏移检测机构具备第二摄像机构，该第二摄像机构用于对载置于所述第一载置部的所述基板的侧面进行拍摄来获取第二图像数据，
所述运算部基于所述第二图像数据来获取所述高度分布。
13.根据权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，
所述下层膜形成模块具备：
所述基板的第二载置部，其设置在杯内；
喷嘴，其向所述基板的表面的中心部供给用于形成所述下层膜的药液；
旋转机构，其用于使所述第二载置部旋转，通过旋转的所述基板的离心力来使所述药液向基板的周缘部展伸，进一步使所述药液干燥来形成下层膜；以及
调整机构，其在所述基板的旋转中，根据所述高度分布来调整该基板的周端部处的药液的干燥速度。
14.一种存储介质，保存有在基板处理装置中使用的计算机程序，所述基板处理装置在基板形成设置于抗蚀膜的下层的下层膜，所述存储介质的特征在于，
所述程序被组入步骤以执行根据权利要求1所述的基板处理方法。
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