JP2003218015A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板周囲の環境を考慮した、より精密な線幅
制御及びレジスト膜厚制御を行うことができる基板処理
装置を提供すること。 【解決手段】 レジストパターンを形成する際に影響を
及ぼす上記各処理における基板周囲の環境条件を複数抽
出し、これらをパラメータとする関数モデル、例えば線
幅モデルＣＤ、膜厚モデルＴ等を予め作成し、それぞれ
格納部６４，６５に記憶しておく。そして、実際の製品
ウェハの製造段階においてこの関数モデルに基づきレジ
スト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）におけるレジスト膜形
成条件、現像処理ユニット（ＤＥＶ）の現像処理条件等
を制御する。これにより、上記関数モデルによって、例
えば線幅を予測することによりフィードフォワード制御
が可能となり、精密な線幅制御及びレジスト膜厚制御を
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造において、特にフォトリソグラフィ工程において半
導体基板上に所望のレジストパターンを形成する基板処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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、半導体ウェハ（以下、「ウ
ェハ」という。）の表面にレジスト膜を形成した後、こ
れを所定のパターンに露光し、さらに現像処理すること
により所望のレジストパターンを形成している。

【０００３】このようなフォトリソグラフィ工程は、従
来から、ウェハを回転させて遠心力によりレジスト液の
塗布を行うレジスト塗布処理ユニットや、ウェハに現像
液を供給して現像処理する現像処理ユニット等を有する
塗布現像処理装置と、この装置に連続して一体に設けら
れた露光装置とにより行われている。また、このような
塗布現像処理装置は、例えばレジスト膜を形成した後、
あるいは現像処理の前後に、ウェハに対し加熱処理や冷
却処理等の熱的処理を行う加熱処理ユニットや冷却処理
ユニットを有しており、更に、これら各処理ユニット間
でウェハの搬送を行う搬送ロボット等を有している。

【０００４】ところで、近年、レジストパターンの微細
化はよりいっそう進行しており、例えばレジストパター
ンの線幅についてはより精密な管理を行うことが要求さ
れている。また、レジスト膜厚はレジストパターンの形
状に大きな影響を与えるため、このレジスト膜厚の管理
も精密に行うことが要求されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レジス
トパターンの線幅は、塗布現像処理装置内においてウェ
ハ周囲の環境、例えば、各処理ユニットに搬入されるま
での搬送時間、装置内の温度若しくは湿度、あるいは装
置内の気流の流れ等によっても影響を受け得る。また、
レジスト膜厚についても同様に、レジスト塗布処理ユニ
ット外における搬送時間や温湿度等、ウェハ周囲の環境
が悪影響を及ぼすおそれがある。これまでの塗布現像処
理装置では、かかるウェハ周囲の環境については考慮さ
れていなかったため、より精密な線幅やレジスト膜厚の
制御が困難となっていた。

【０００６】以上のような事情に鑑み、本発明の目的
は、これら基板周囲の環境を考慮した、より精密な線幅
制御及びレジスト膜厚制御を行うことができる基板処理
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る基板処理装置は、基板上にレジスト膜
を形成するレジスト膜形成処理部と、レジスト膜が形成
された基板を現像する現像処理部と、基板に熱的処理を
施す熱処理部と、前記現像処理前に露光処理を行う露光
装置側に対して基板の受け渡しを行う受け渡し部と、少
なくとも前記レジスト膜形成処理部、現像処理部及び熱
処理部の間で基板の搬送を行う搬送機構とを有した所望
のレジストパターンを形成するための基板処理装置にお
いて、前記レジストパターンを形成する際に関与する複
数のパラメータに基づき予め作成された関数モデルを格
納する関数モデル格納部と、前記関数モデルに基づき、
レジスト膜形成条件、前記現像処理条件、前記熱処理条
件及び前記搬送機構における搬送条件のうち少なくとも
１つを制御する手段とを具備する。

【０００８】本発明では、レジストパターンを形成する
際に影響を及ぼす上記各処理における基板周囲の環境条
件を複数抽出し、これらをパラメータとする関数モデル
を予め作成しておく。この関数モデルとしては、例えば
レジスト膜厚やパターンの線幅等に関するもの作成して
おく。そして、実際の製品ウェハの製造段階においてこ
の関数モデルに基づきレジスト膜の形成条件、現像処理
条件、熱処理条件及び搬送機構における搬送条件のうち
少なくとも１つを制御する。これにより、上記関数モデ
ルによって、例えば線幅を予測することによりフィード
フォワード制御が可能となる。また、レジスト膜形成時
においてレジスト液を基板の回転により塗布する場合
に、この基板の回転数をモニターしただけでは精密な制
御を行うことができないレジスト膜厚を、上記関数モデ
ルによって予測することによりフィードフォワード制御
が可能となる。これによって、パターン微細化の要求に
対応して、より精密にパターンの線幅やレジスト膜厚を
制御できる。更に、本発明では、関数モデルに基づき熱
処理条件や搬送条件をも制御しているので、より高精度
な線幅及び膜厚の制御を行うことができる。

【０００９】本発明の一の形態によれば、前記熱処理部
は、露光処理終了後現像処理前に第１の熱的処理を行う
第１の熱処理部と、前記レジスト膜の形成後露光処理前
に第２の熱的処理を行う第２の熱処理部とを含み、前記
線幅の変動要因パラメータは、少なくとも、前記露光処
理終了後から前記第１の熱的処理が開始されるまでの時
間と、前記第２の熱的処理後の基板の待機時間と、当該
基板処理装置内の温度及び気圧とを含む。これらのパラ
メータは、レジストパターンの線幅及びレジスト膜厚の
うち、特に線幅の変動に大きな影響を及ぼすものである
ため、これらをパラメータとする関数モデルを作成する
ことにより、上記のように各処理条件等を制御し精密に
線幅の管理を行うことができる。

【００１０】また、これらのパラメータのうち、「前記
露光処理終了後から前記第１の熱的処理が開始されるま
での時間」及び「前記第２の熱的処理後の基板の待機時
間」は、「時間」のパラメータであり、例えば、本基板
処理装置内の各処理ユニットが複数あって枚葉処理であ
る場合には、当該「時間」のパラメータは基板１枚ごと
に異なるパラメータであるため、この線幅の制御は基板
ごとに行うことが好ましい。

【００１１】本発明の一の形態によれば、前記制御手段
は、前記現像処理条件のうち現像時間、現像液の濃度及
び現像液の温度のうち少なくとも１つを制御する。特
に、最も線幅の変動に影響を及ぼすと考えられる現像時
間を制御することにより、容易かつ精密に線幅を制御す
ることができる。

【００１２】本発明の一の形態によれば、前記制御手段
は、前記第１の熱処理の温度、時間及び昇降温速度のう
ち少なくとも１つを制御する。このような熱処理条件も
線幅の変動に影響を及ぼすので、この熱処理温度等をも
制御することにより精密な線幅制御を行うことができ
る。

【００１３】本発明の一の形態によれば、前記制御手段
は、前記露光処理終了後から前記第１の熱的処理が開始
されるまでの時間のうち、前記搬送機構による基板の搬
送時間を制御する。このような搬送条件も線幅の変動に
影響を及ぼすと考えられるので、この搬送時間をも制御
することにより精密な線幅制御を行うことができる。

【００１４】本発明の一の形態によれば、前記レジスト
膜形成処理部は、基板を収容する容器と、基板上にレジ
ストを供給するレジスト供給機構と、前記容器内で基板
を回転させることによりレジスト膜を形成する回転機構
とを具備し、前記膜厚の変動要因パラメータは、少なく
とも、レジスト膜形処理部における気圧と、前記容器の
温度と、湿度とを含む。これらのパラメータは、レジス
トパターンの線幅及びレジスト膜厚のうち、特にレジス
ト膜厚の変動に大きな影響を及ぼすものであるため、こ
れらをパラメータとする関数モデルを作成することによ
り、上記のように各処理条件等を制御し精密にレジスト
膜厚の管理を行うことができる。

【００１５】本発明の一の形態によれば、前記制御手段
は、前記レジスト膜形成条件のうち前記基板の回転数、
レジスト供給量及びレジストの温度を制御する。特に、
最も膜厚の変動に影響を及ぼすと考えられる基板の回転
数を制御することにより、容易かつ精密に線幅を制御す
ることができる。

【００１６】本発明の一の形態によれば、前記線幅、レ
ジスト膜厚、又はオーバーレイを検査する検査装置を更
に具備し、前記搬送機構は、前記検査装置に対し基板の
受け渡し可能に設けられている。これにより、各検査装
置による各検査を実際の製品ウェハの製造段階で動的に
自動化して行うことができ、例えば、これらの各検査結
果に基づきフィードフォワードやフィードバック等の制
御が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。

【００１８】図１〜図３は本発明の一実施形態に係る塗
布現像処理装置の全体構成を示す図であって、図1は平
面図、図２及び図３は正面図及び背面図である。

【００１９】この塗布現像処理装置１は、被処理基板と
して半導体ウェハＷをウェハカセットＣＲで複数枚たと
えば２５枚単位で外部から装置１に搬入し又は装置１か
ら搬出したり、ウェハカセットＣＲに対してウェハＷを
搬入・搬出したりするための受け入れ部としてのカセッ
トステーション１０と、塗布現像工程の中で１枚ずつウ
ェハＷに所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを
所定位置に多段配置してなる処理ステーション１２と、
この処理ステーション１２と隣接して設けられる露光装
置１００との間でウェハＷを受け渡しするためのインタ
ーフェース部１４とを一体に接続した構成を有してい
る。

【００２０】カセットステーション１０では、図１に示
すように、カセット載置台２０上の突起２０ａの位置に
複数、例えば５個のウェハカセットＣＲがそれぞれのウ
ェハ出入口を処理ステーション１２側に向けてＸ方向一
列に載置され、カセット配列方向（Ｘ方向）およびウェ
ハカセットＣＲ内に収納されたウェハのウェハ配列方向
（Ｚ方向）に移動可能なウェハ搬送体２２が各ウェハカ
セットＣＲに選択的にアクセスするようになっている。
更に、このウェハ搬送体２２は、θ方向に回転可能に構
成されており、図３に示すように後述する多段構成とさ
れた第３の処理ユニット部Ｇ３に属する熱処理系ユニッ
トにもアクセスできるようになっている。

【００２１】また、カセットステーション１０における
下方部には、図２に示すように、この塗布現像処理装置
１の全体を統括的に制御する集中制御部８が組み込まれ
ている。

【００２２】図１に示すように処理ステーション１２
は、装置背面側（図中上方）において、カセットステー
ション１０側から第３の処理ユニット部Ｇ３、第４の処
理ユニット部Ｇ４及び第５の処理ユニット部Ｇ５がそれ
ぞれ配置され、これら第３の処理ユニット部Ｇ３と第４
の処理ユニット部Ｇ４との間には、第１の主ウェハ搬送
装置Ａ１が設けられている。この第１の主ウェハ搬送装
置Ａ１は、後述するように、この第１の主ウェハ搬送体
１６が第１の処理ユニット部Ｇ１、第３の処理ユニット
部Ｇ３及び第４の処理ユニット部Ｇ４等に選択的にアク
セスできるように設置されている。また、第４の処理ユ
ニット部Ｇ４と第５の処理ユニット部Ｇ５との間には第
２の主ウェハ搬送装置Ａ２が設けられ、第２の主ウェハ
搬送装置Ａ２は、第１と同様に、第２の主ウェハ搬送体
１７が第２の処理ユニット部Ｇ２、第４の処理ユニット
部Ｇ４及び第５の処理ユニット部Ｇ５等に選択的にアク
セスできるように設置されている。

【００２３】また、第1の主ウェハ搬送装置Ａ１の背面
側には熱処理ユニットが設置されており、例えばウェハ
Ｗを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット（Ａ
Ｄ）１１０、ウェハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）
１１３が図３に示すように下方から順に２段ずつ重ねら
れている。なお、アドヒージョンユニット（ＡＤ）はウ
ェハＷを温調する機構を更に有する構成としてもよい。
第２の主ウェハ搬送装置Ａ２の背面側には、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（ＷＥ
Ｅ）１２０、パターンの重ね合わせを検査するオーバー
レイ検査装置４７、ウェハＷに塗布されたレジスト膜厚
を検査する膜厚検査装置４８、レジストパターンの線幅
を検査する線幅検査装置４９が多段に設けられており、
第２の主ウェハ搬送装置Ａ２はこれらの検査装置等に対
してウェハの受け渡しが可能となっている。なお、第２
の主ウェハ搬送装置Ａ２の背面側は、第1の主ウェハ搬
送装置Ａ１の背面側と同様に熱処理ユニット（ＨＰ）１
１３が配置構成される場合もある。

【００２４】図３に示すように、第３の処理ユニット部
Ｇ３では、ウェハＷを載置台に載せて所定の処理を行う
オーブン型の処理ユニット、例えばウェハＷに所定の加
熱処理を施す高温度加熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）、ウ
ェハＷに精度の良い温度管理化で冷却処理を施す冷却処
理ユニット（ＣＰＬ）、ウェハ搬送体２２から主ウェハ
搬送体１６へのウェハＷの受け渡し部となるトランジシ
ョンユニット（ＴＲＳ）、上下２段にそれぞれ受け渡し
部と冷却部とに分かれて配設された受け渡し・受け渡し
・冷却処理ユニット（ＴＣＰ）が上から順に例えば１０
段に重ねられている。なお、第３の処理ユニット部Ｇ３
において、本実施形態では下から３段目はスペアの空間
として設けられている。

【００２５】第４の処理ユニット部Ｇ４でも、例えばポ
ストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）、ウェハ受け渡し
部となるトランジションユニット(ＴＲＳ)、第２の熱的
処理としてレジスト膜形成後のウェハＷに加熱処理を施
すプリベーキングユニット（ＰＡＢ）、同じく第２の熱
的処理としての冷却処理ユニット（ＣＰＬ）が上から順
に例えば１０段に重ねられている。更に第５の処理ユニ
ット部Ｇ５でも、例えば、第１の熱処理部として露光後
のウェハＷに加熱処理を施すためのポストエクスポージ
ャーベーキングユニット（ＰＥＢ）、同じく第１の熱処
理部としての冷却処理ユニット（ＣＰＬ）、ウェハＷの
受け渡し部となるトランジションユニット(ＴＲＳ)が例
えば上から順に１０段に重ねられている。

【００２６】図1において処理ステーション１２の装置
正面側（図中下方）には、第１の処理ユニット部Ｇ１と
第２の処理ユニット部Ｇ２とがＹ方向に併設されてい
る。この第１の処理ユニット部Ｇ１とカセットステーシ
ョン１０との間及び第２の処理ユニット部Ｇ２とインタ
ーフェース部１４との間には、各処理ユニット部Ｇ１及
びＧ２で供給する処理液の温調に使用される液温調ポン
プ２４，２５がそれぞれ設けられており、更に、この塗
布現像処理装置１外に設けられた図示しない空調器から
の清浄な空気を各処理ユニット部Ｇ１〜Ｇ５内部に供給
するためのダクト３１、３２が設けられている。

【００２７】図２に示すように、第１の処理ユニット部
Ｇ１では、カップＣＰ内でウェハＷをスピンチャックに
載せて所定の処理を行う５台のスピナ型処理ユニット、
例えば、レジスト膜形成部としてのレジスト塗布処理ユ
ニット（ＣＯＴ）が３段及び露光時の光の反射を防止す
るために反射防止膜を形成するボトムコーティングユニ
ット（ＢＡＲＣ）が２段、下方から順に５段に重ねられ
ている。また第２の処理ユニット部Ｇ２でも同様に、５
台のスピナ型処理ユニット、例えば現像処理部としての
現像処理ユニット（ＤＥＶ）が５段に重ねられている。
レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）ではレジスト液の
排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であること
から、このように下段に配置するのが好ましい。しか
し、必要に応じて上段に配置することも可能である。

【００２８】また、第1及び第２の処理ユニット部Ｇ１
及びＧ２の最下段には、各処理ユニット部Ｇ１及びＧ２
に上述した所定の処理液を供給するケミカル室（ＣＨ
Ｍ）２６，２７がそれぞれ設けられている。

【００２９】更に、処理ステーション１２には、この処
理ステーション１２内の温度及び気圧を測定する例えば
４つの温度・気圧センサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄが備え
られている。例えば、この４つの温度・気圧センサＳ
ａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄによる測定結果の例えば平均値を
採ることにより、より高精度な温度及び気圧の管理を行
うことができる。

【００３０】インターフェース部１４の正面部には可搬
性のピックアップカセットＣＲと定置型のバッファカセ
ットＢＲが２段に配置され、中央部にはウェハ搬送体２
７が設けられている。このウェハ搬送体２７は、Ｘ，Ｚ
方向に移動して両カセットＣＲ，ＢＲにアクセスするよ
うになっている。また、ウェハ搬送体２７は、θ方向に
回転可能に構成され、第５の処理ユニット部Ｇ５にもア
クセスできるようになっている。更に、図３に示すよう
にインターフェース部１４の背面部には、高精度冷却処
理ユニット（ＣＰＬ）が複数設けられ、例えば上下２段
とされている。ウェハ搬送体２７はこの冷却処理ユニッ
ト（ＣＰＬ）にもアクセス可能になっている。

【００３１】図４は本発明の一実施形態に係る第１の主
ウェハ搬送装置Ａ１を示す斜視図である。なお、第２の
主ウェハ搬送装置Ａ２は第１の主ウェハ搬送装置Ａ１と
同一であるのでその説明を省略する。

【００３２】図１に示すように、主ウェハ搬送装置Ａ１
は筐体４１に囲繞されており、パーティクルの侵入を防
止している。図４において説明をわかりやすくするた
め、筐体４１の図示を省略している。

【００３３】図４に示すように、この主ウェハ搬送装置
Ａ１の両端にはポール３３が垂設されており、主ウェハ
搬送体１６（１７）がこのポール３３に沿って垂直方向
（Ｚ方向）に移動可能に配置されている。主ウェハ搬送
体１６における搬送基台５５にはウェハＷを保持する３
つのピンセット７ａ〜７ｃが備えられており、これらピ
ンセット７ａ〜７ｃは搬送基台５５に内蔵された図示し
ない駆動機構により、水平方向に移動可能に構成されて
いる。搬送基台５５の下部には、この搬送基台５５を支
持する支持部４５が、θ方向に回転可能な回転部材４６
を介して接続されている。これにより、ウェハ搬送体１
６はθ方向に回転可能となっている。支持部４５にはフ
ランジ部４５ａが形成され、このフランジ部４５ａがポ
ール３３に設けられた溝３３ａに摺動可能に係合してお
り、このポール３３に内蔵されたベルト駆動機構により
スライド可能に設けられている。これにより、主ウェハ
搬送体１６がこのポール３３に沿って垂直方向に移動可
能となっている。

【００３４】なお、主ウェハ搬送装置Ａ１の底部には、
この搬送装置Ａ１内部の気圧及び温湿度をコントロール
するファン３６が例えば４つ設けられている。

【００３５】図５は、この塗布現像処理装置１の清浄空
気の流れを示している。図５において、カセットステー
ション１０，処理ステーション１２およびインターフェ
ース部１４の上方にはエア供給室１０ａ，１２ａ，１４
ａが設けられており、エア供給室１０ａ，１２ａ，１４
ａの下面に防塵機能付きフィルタ例えばＵＬＰＡフィル
タ１０１，１０２，１０３が取り付けられている。各エ
ア供給室のＵＬＰＡフィルタ１０１，１０２，１０３よ
り清浄な空気がダウンフローで各部１０，１２，１４に
供給され、これらエア供給室から処理ユニットへダウン
フローで供給されるようになっている。このダウンフロ
ーの空気は上述したダクト３１及び３２から矢印方向
（上向き）に供給される。

【００３６】また、液供給系ユニット部（Ｇ１、Ｇ２）
のそれぞれ各ユニット全てにおいてこれらの上方にそれ
ぞれファン・フィルタユニットＦが取り付けられ、それ
ぞれ気圧を計測する気圧センサＳ１が設けられている。
このファン・フィルタユニットＦは、例えばＵＬＰＡフ
ィルタと図示しない小型のファンとを有している。一
方、第３〜第５の処理ユニット部Ｇ３〜Ｇ５における各
ユニット、第１、第２の主ウェハ搬送装置Ａ１，Ａ２に
も図示しないが同様のセンサが設けられている。

【００３７】図６及び図7は、本発明の一実施形態に係
るレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）を示す平面図及
び断面図である。

【００３８】このユニットでは、前述したように筐体４
１’の上方にファン・フィルタユニットＦが取り付けら
れており、下方においては筐体４１’のＹ方向の幅より
小さいユニット底板１５１の中央付近に環状のカップＣ
Ｐが配設され、その内側にスピンチャック１４２が配置
されている。このスピンチャック１４２は真空吸着によ
ってウェハＷを固定保持した状態で、駆動モータ１４３
の回転駆動力で回転するように構成されている。駆動モ
ータ１４３は回転数コントローラ３４の制御によりその
回転数が制御されるようになっている。

【００３９】カップＣＰの中には、ウェハＷを受け渡し
する際のピン１４８が駆動装置１４７により昇降可能に
設けられている。これにより、開閉可能に設けられたシ
ャッタ４３が開いている間に、開口部４１'ａを介して
ピンセット７ａとの間でウェハの受け渡しが可能とな
る。またカップＣＰ底部には、廃液用のドレイン口１４
５が設けられている。このドレイン口１４５に廃液管１
４１が接続され、この廃液管１４１はユニット底板１５
１と筐体４１’との間の空間Ｎを利用して下方の図示し
ない廃液口へ通じている。

【００４０】図６に示すように、ウェハＷの表面にレジ
ストを供給するためのノズル１３５は、供給管１３４を
介してケミカル室（ＣＨＭ）２６（図２）内の液供給機
構（図示せず）に接続されている。ノズル１３５は、カ
ップＣＰの外側に配設されたノズル待機部１４６でノズ
ルスキャンアーム１３６の先端部に着脱可能に取り付け
られ、スピンチャック１４２の上方に設定された所定の
レジスト吐出位置まで移送されるようになっている。ノ
ズルスキャンアーム１３６は、ユニット底板１５１の上
に一方向（Ｙ方向）に敷設されたガイドレール１４４上
で水平移動可能な垂直支持部材１４９の上端部に取り付
けられており、図示しないＹ方向駆動機構によって垂直
支持部材１４９と一体にＹ方向で移動するようになって
いる。

【００４１】ノズルスキャンアーム１３６は、ノズル待
機部１４６でノズル１３５をレジストの種類に応じて選
択的に取り付けるためにＹ方向と直角なＸ方向にも移動
可能であり、図示しないＸ方向駆動機構によってＸ方向
にも移動するようになっている。ここで、レジストの種
類については、例えばレジストの濃度や粘度等の相違に
より種類が異なる。

【００４２】更にカップＣＰとノズル待機部１４６との
間には、ドレインカップ１３８が設けられており、この
位置においてウェハＷに対するレジストの供給に先立ち
ノズル１３５の洗浄が行われるようになっている。

【００４３】ガイドレール１４４上には、上記したノズ
ルスキャンアーム１３６を支持する垂直支持部材１４９
だけでなく、リンスノズルスキャンアーム１３９を支持
しＹ方向に移動可能な垂直支持部材も設けられている。
リンスノズルスキャンアーム１３９の先端部にはサイド
リンス用のリンスノズル１４０が取り付けられている。
Ｙ方向駆動機構（図示せず）によってリンスノズルスキ
ャンアーム１３９及びリンスノズル１４０は、カップＣ
Ｐの側方に設定されたノズル待機位置と、スピンチャッ
ク１４２に載置されているウェハＷの周縁部真上に設定
されたリンス液吐出位置との間で移動するようになって
いる。

【００４４】このレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）
内には、前述したように気圧ｐ[ｈＰａ]を計測する気圧
センサＳ１が設けられており、また、カップの温度ｑ
[℃]を計測するカップ温度センサＳ２及びユニット内の
湿度ｒ[％]を計測する湿度センサＳ３が設けられている
(図１６参照)。

【００４５】図８は、本発明の一実施形態に係る現像処
理ユニット（ＤＥＶ）を示す断面図である。この現像処
理ユニット（ＤＥＶ）は、上記レジスト塗布処理ユニッ
ト（ＣＯＴ）と類似の構成を有しているので、図８にお
いて、上記レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）におけ
る構成と同一のものについては同一の符号を付すものと
し、その説明を省略する。

【００４６】ウェハＷの表面に現像液を供給するための
ノズル１５３は、ウェハＷの直径とほぼ同一長さを有し
ており、図示しないが現像液を吐出する孔が複数形成さ
れている。あるいはスリット状の吐出口が形成されてい
るものノズルでもよい。また、図示しないリンスノズル
もウェハＷ上へ移動可能に設けられている。

【００４７】図９及び図１０は、本発明の一実施形態に
係り、ウェハＷに熱的処理を施すためのプリベーキング
ユニット（ＰＡＢ）、ポストエクスポージャーベーキン
グユニット（ＰＥＢ）の平面図及び断面図である。これ
ら各ベーキングユニットは処理温度等のプロセスが相違
するだけである。

【００４８】これらのユニットは筐体７５に囲繞されて
おり、処理室３０内において背面側には、温度コントロ
ーラ３２による制御の下、ウェハＷを載置させて例えば
１００℃前後で加熱処理するための加熱板８６が設けら
れ、正面側には、ウェハＷを載置させて温調する温調プ
レート７１が設けられている。加熱板８６は支持体８８
に支持されており、この支持体８８の下方部からウェハ
Ｗを支持するための昇降ピン８５が昇降シリンダ８２に
より昇降可能に設けられている。また、加熱板８６の上
部には、加熱処理の際に加熱板８６を覆う図示しないカ
バー部材が配置されている。

【００４９】温調プレート７１の温度調整機構としては
例えば冷却水やペルチェ素子等を使用してウェハＷの温
度を所定の温度、例えば４０℃前後に調整して温度制御
が行われるようになっている。この温調プレート７１
は、図９に示すように切欠き７１ａが形成されており、
この温調プレート７１の下方に埋没している昇降ピン８
４が、昇降シリンダ８１によって温調プレート表面から
出没可能になっている。また、この温調プレート７１に
は、例えばモータ７９ａによりレール７７に沿って移動
可能となっており、これにより、ウェハの温調を行いな
がら加熱板８６に対してウェハの受け渡しが行われるよ
うになっている。

【００５０】また、このプリベーキングユニット（ＰＡ
Ｂ）、ポストエクスポージャーベーキングユニット（Ｐ
ＥＢ）には、気圧コントロールのためのエアの流路７５
ｃが形成されており、この流路７５ｃからのエアはファ
ン８７ａを介して処理室３０に流入されるようになって
いる。また、処理室３０内のエアは両壁面に設けられた
ファン８７ｂにより排気口７５ｄから排気されるように
なっている。

【００５１】更にこの筐体７５の温調プレート７１側の
一方の側面部分には、例えば第４の処理ユニット部Ｇ４
に関しては、第1の主ウェハ搬送装置Ａ１との間でウェ
ハＷの受け渡しを行うために、開口部７５ａが設けられ
ており、他方の側面部分には、第２の主ウェハ搬送装置
Ａ２側の開口部に対向するように開口部７５ｂが設けら
れている。これら開口部７５ａ、７５ｂにはそれぞれ図
示しない駆動部により開閉自在とされたシャッタ７６
ａ、７６ｂが設けられている。

【００５２】なお、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）は、図
示しないが例えばウェハＷを載置させ、各加熱処理が施
されたウェハに対し２３℃前後で冷却処理を施す冷却板
を有している。冷却機構としてはペルチェ素子等を用い
ている。

【００５３】図１１は、塗布現像処理装置１の制御系を
示す構成図である。塗布現像処理装置１には、既述のレ
ジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）、現像処理ユニット
（ＤＥＶ）、プリベーキングユニット（ＰＡＢ）、ポス
トエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）、主
ウェハ搬送装置Ａ１等の搬送系の装置及びセンサＳａ〜
Ｓｄがバス５に接続されている。図示は省略するが、ポ
ストベーキングユニット（ＰＯＳＴ）や冷却処理ユニッ
ト（ＣＰＬ）等の他のユニット全て同様にバス５に接続
されている。

【００５４】またバス５には上記集中制御部８が接続さ
れ、この集中制御部８には、例えば各センサ計測データ
格納部６１、ウェハデータ格納部６２、プロセスレシピ
データ格納部６３、線幅モデル格納部６４、膜厚モデル
格納部６５、現像時間−線幅モデル格納部５６、加熱温
度−線幅モデル格納部５７及び回転数−膜厚モデル格納
部５８がそれぞれ接続されている。

【００５５】各センサ計測データ格納部６１は、上記レ
ジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）内におけるセンサＳ
１〜Ｓ３、またセンサＳａ〜Ｓｄによる計測結果を記憶
する。ウェハデータ格納部６２は、例えばウェハ１枚ご
とに付与された識別子を記憶し、これらウェハが塗布現
像処理装置１内においていずれのユニットにあるか、ま
た、どのような処理がどれだけの時間で行われたかをウ
ェハごとに記憶する。この識別子は、例えばウェハカセ
ットＣＲに多段に収容されたウェハ順、例えばカセット
ＣＲ内の上から順に付すようにすることができる。プロ
セスレシピデータ格納部６３はホストが要求した処理プ
ロセスを記憶する。線幅モデル格納部６４は、所望のレ
ジストパターンの線幅を得るために収集された複数のデ
ータを数式にして記憶している。膜厚モデル格納部６５
も同様に所望のレジスト膜厚を得るために収集された複
数のデータを数式にして記憶している。

【００５６】現像時間−線幅モデル格納部５６は、現像
時間とパターンの線幅との相関関係を例えば数式にして
記憶している。加熱温度−線幅モデル格納部５７も同様
に、それぞれポストエクスポージャーベーキングユニッ
ト（ＰＥＢ）による加熱温度と線幅との相関関係を数式
にして記憶している。また、回転数−膜厚モデル格納部
５９も同様に、レジスト膜形成時におけるウェハの回転
数とレジスト膜厚との相関関係を例えば数式にして記憶
している。

【００５７】次に、以上説明した塗布現像処理装置１の
一連の処理工程について、図１２に示すフローを参照し
ながら説明する。

【００５８】先ず、カセットステーション１０におい
て、ウェハ搬送体２２がカセット載置台２０上の処理前
のウェハＷを収容しているカセットＣＲにアクセスし
て、そのカセットＣＲから１枚のウェハＷを取り出す。
そして、次にウェハＷは、受け渡し・冷却処理ユニット
（ＴＣＰ）を介して第１の主搬送装置Ａ１に受け渡さ
れ、ボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）へ搬送さ
れる。そしてここで、露光時においてウェハからの露光
光の反射を防止するために反射防止膜が形成される（ス
テップ１２−１）。次に、ウェハＷは、第３の処理ユニ
ット部Ｇ３におけるベーキング処理ユニットに搬送さ
れ、例えば１２０℃で所定の加熱処理が行われ（ステッ
プ１２−２）、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）で所定の冷
却処理が行われた後（ステップ１２−３）、ウェハＷ
は、レジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）において、所
望のレジスト膜が形成される（ステップ１２−４）。

【００５９】このレジスト塗布処理ユニット（ＣＯＴ）
では、ウェハＷがカップＣＰの直上位置まで搬送されて
くると、先ず、ピン１４８が上昇してウェハＷを受け取
った後下降して、ウェハＷはスピンチャック１４２上に
載置されて真空吸着される。そしてノズル待機部に待機
していたノズル１３５がウェハＷの中心位置の上方まで
移動する。そしてウェハＷ中心に所定のレジスト液の吐
出が行われた後に、駆動モータ１４３により例えば１０
０ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍで回転させて、その遠心力で
レジスト液をウェハＷ全面に拡散させることによりレジ
スト膜の塗布が完了する。

【００６０】このレジスト膜形成時におけるウェハＷの
回転数とレジスト膜厚との関係には相関があり、例えば
図１７に示すように、回転数が大きいほど膜厚が小さく
なるような関係にある。

【００６１】レジスト膜が形成されると、第１の主搬送
装置Ａ１によりウェハＷはプリベーキングユニット（Ｐ
ＡＢ）に搬送される。ここでは先ず、図９に示した温調
プレート７１にウェハＷが載置され、ウェハＷは温調さ
れながら加熱板８６側へ移動される。そしてウェハＷは
加熱板８６に載置され、例えば１００℃前後で所定の加
熱処理が行われる。この加熱処理が終了すると、再び温
調プレート７１が加熱板８６側にアクセスしてウェハＷ
が温調プレート７１に受け渡され、温調プレート７１は
図９に示すような元の位置まで移動し、第１の主搬送装
置Ａ１により取り出されるまでウェハＷは待機する（ス
テップ１２−５）。この加熱板８６による加熱処理が終
了してから第１の主搬送装置Ａ１により取り出されるま
での時間を、プリベーキングユニット（ＰＡＢ）におけ
る待機時間ｙ[秒]とする。この待機時間ｙは、本実施形
態に係る塗布現像処理装置１の枚葉処理の下において
は、ウェハＷごとに異なる値となるため、それぞれ識別
子が付されたウェハごとに、ウェハデータ格納部６２に
逐次記憶される。

【００６２】次に、ウェハＷは冷却処理ユニット（ＣＰ
Ｌ）で所定の温度で冷却処理される（ステップ１２−
６）。この後、ウェハＷは第２の主搬送装置Ａ２により
取り出され、膜厚検査装置１１９へ搬送され、所定のレ
ジスト膜厚の測定が行われる場合もある。そしてウェハ
Ｗは、第５の処理ユニット部Ｇ５におけるトランジショ
ンユニット(ＴＲＳ)及びインターフェース部１４を介し
て露光装置１００に受け渡されここで露光処理される
（ステップ１２−７）。

【００６３】次に、ウェハＷはインターフェース部１４
及び第５の処理ユニット部Ｇ５におけるトランジション
ユニット(ＴＲＳ)を介して第２の主搬送装置Ａ２に受け
渡された後、ポストエクスポージャーベーキングユニッ
ト（ＰＥＢ）に搬送される。露光処理終了後、ウェハＷ
はインターフェース部１４において一旦バッファカセッ
トＢＲに収容される場合もある。

【００６４】ポストエクスポージャーベーキングユニッ
ト（ＰＥＢ）では、上記プリベーキングユニット（ＰＡ
Ｂ）における動作と同一の動作により所定の加熱処理及
び温調処理が行われる（ステップ１２−８）。ここで、
露光処理終了後からポストエクスポージャーベーキング
ユニット（ＰＥＢ）に搬入されて加熱処理が開始される
までの時間をｘ[秒]とする。この時間ｘは、本実施形態
に係る塗布現像処理装置１の枚葉処理の下においては、
ウェハＷごとに異なる値となるため、それぞれ識別子が
付されたウェハごとに、ウェハデータ格納部６２に逐次
記憶される。

【００６５】次に、ウェハＷは現像処理ユニット（ＤＥ
Ｖ）に搬送され現像処理が行われる(ステップ１２−
９)。この現像処理ユニット（ＤＥＶ）では、ウェハＷ
がカップＣＰの直上位置まで搬送されてくると、まず、
ピン１４８が上昇してウェハＷを受け取った後下降し
て、ウェハＷはスピンチャック１４２上に載置されて真
空吸着される。そしてノズル待機部に待機していたノズ
ル１３５がウェハＷの周辺位置の上方まで移動する。続
いて駆動モータ１４３によりウェハＷが例えば１０ｒｐ
ｍ〜１００ｒｐｍで回転し、そしてノズル１３５はウェ
ハＷ周辺からＹ方向に移動しながら、回転の遠心力によ
り所定の現像液の塗布が行われ、所定時間だけ放置する
ことにより現像処理を進行させる。この現像処理におけ
る現像時間ｔと線幅との関係には相関があり、例えば図
１４に示すように、現像時間が長いほど線幅が小さくな
るような関係にある。その後、ウェハ上にリンス液を供
給し現像液を洗い流し、ウェハを回転させることにより
振り切り乾燥処理を行う。

【００６６】この後、冷却処理ユニット（ＣＰＬ）によ
り所定の冷却処理が行われる（ステップ１２−１０）。

【００６７】次に、ウェハＷは第２の主搬送装置Ａ２に
より取り出され、第４の処理ユニット部Ｇ４におけるト
ランジションユニット(ＴＲＳ)、第１の主搬送装置Ａ
１、第３の処理ユニット部におけるトランジションユニ
ット(ＴＲＳ)及びウェハ搬送体２２を介してカセットス
テーション１０におけるウェハカセットＣＲに戻され
る。

【００６８】なお、現像処理の後、ポストベーキングユ
ニット（ＰＯＳＴ）により所定の加熱処理が行われる場
合もある。また、現像処理の後、線幅検査装置４９、又
はオーバレイ検査装置４７においてそれぞれ線幅の検
査、又はオーバーレイ検査を行う場合もある。

【００６９】図１３は、図１１に示した線幅モデル格納
部６４に格納されるデータを示している。また、図１４
は、目標の線幅にするために現像時間を補正する場合の
モデル式である。更に、図１５は、現像時間目標の線幅
にするために行う補正工程を示すフロー図である。図１
３に示す線幅モデルは、上記時間ｘ及びｙと、塗布現像
処理装置内の温度ｚ[℃]及び塗布現像処理装置内の気圧
ｗ[ｈＰａ]（温度ｚ及び気圧ｗは、上述したように、図
１に示す各センサＳａ〜Ｓｄにより得られる。）とを用
いて、 線幅モデルＣＤ[ｎｍ]＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄｗ＋ｈ
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｈは定数） と表され、例えば、 線幅モデルＣＤ[ｎｍ]＝０．０２ｘ＋０．０３ｙ＋０，
５４ｚ＋０．６５ｗ−４６６．６０８ というモデル式で表すことができる。このモデル式は実
験により作成したものである。

【００７０】そして、図１５を参照して、先ず１枚又は
複数の検査用ウェハを、例えば図１２に示すフローで処
理し、実際に現像処理まで行い、この処理されたウェハ
に関するセンサデータや時間データ等をウェハごとに収
集する（ステップ１５−１）。次に、これらのデータを
解析し（ステップ１５−２）、上記線幅モデル式で実際
に形成されるであろう線幅を現像処理前に求める。すな
わち、このモデル式を予め作成しておくことにより、現
像処理前に、当該現像処理後の線幅を予測することがで
きる。

【００７１】線幅が予測されると、この線幅値が所定の
範囲内（例えば、±５ｎｍの範囲内）にあるか否かの判
断を行う（ステップ１５−３）。線幅値が所定の範囲内
にあればそのまま実際の製品ウェハで処理を続行し（ス
テップ１５−４）、現像処理を行う。これにより、実際
に所望の線幅を有するレジストパターンが得られる。

【００７２】一方、所定の範囲内になければ、次のよう
に現像時間を補正する（ステップ１５−５）。現像時間
ｔと線幅との関係は予め実験により求められており、例
えば図１４に示すような関係で表されるので、このよう
な相関関係を利用する。

【００７３】実際に現像時間を補正する場合には、例え
ば目標となる線幅（所望の線幅）を入力し、図１４で表
された式 補正現像時間［秒］＝検査用ウェハの現像時間−補正後の現像時間 ＝（ＣＤ−目標線幅）÷定数Ａ に上記計算により得られたＣＤ値を代入することにより
補正現像時間が決定される。このように求められた現像
時間で上記のように現像処理することにより、所望の線
幅のレジストパターンを現像することができる。

【００７４】このように、レジストパターンを形成する
際に影響を及ぼす、「露光処理終了後からポストエクス
ポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）における加熱
処理が開始されるまでの時間ｘ」と、「プリベーキング
ユニット（ＰＡＢ）における待機時間ｙ」と、「塗布現
像処理装置内の温度ｚ」と、「塗布現像処理装置内の気
圧ｗ」とをパラメータとする線幅モデルを予め作成して
おき、この線幅モデルに基づいて、現像処理条件の１つ
である現像時間ｔを制御することにより線幅を予測する
ことができる。また、一旦、上記線幅モデルを作成して
おくことにより、これに基づいて解析を行えば、実際の
製品ウェハを製造する場合においても動的にフィードフ
ォワード制御が可能となる。これにより精密な線幅の制
御を行うことができ、歩留まりの向上が図れる。

【００７５】また、複数ある現像処理条件、例えば現像
時間、現像液の濃度又は現像液の温度等のうち最も制御
しやすい現像時間を制御することにより、容易に線幅を
制御できる。

【００７６】また、これらパラメータのうちｘ及びｙは
時間に関するパラメータであるため、このような線幅の
制御はウェハごとに行うことは、本実施形態に係る枚葉
処理の装置にとってはウェハごとに当該時間が異なるこ
とを考慮すると効果的である。

【００７７】また、本実施形態においては、オーバーレ
イ検査装置４７、膜厚検査装置４８及び線幅検査装置４
９をインラインとして主ウェハ搬送装置Ａ２により基板
を搬送可能としたので、これら各検査を実際の製品ウェ
ハの製造段階で動的に自動化して行うことができる。こ
れにより、例えば、これらの各検査結果に基づきフィー
ドフォワードやフィードバック等の制御が可能となる。

【００７８】更に、上記線幅モデルは、レジストの種
類、又は目標膜厚に応じて作成することにより、例えば
レジストの濃度や粘度等の違いに応じて線幅モデルを作
成することができるので、これらレジストの種類、又は
目標膜厚に応じて現像処理条件を制御することができ
る。これは、次に説明する膜厚制御の場合も同様であ
る。

【００７９】図１６は、図１１に示した膜厚モデル格納
部６５に格納されるデータを示している。この膜厚モデ
ルは、上記気圧ｐと、カップ温度ｑと、湿度ｒとを用い
て、上記線幅モデルと同様に、 膜厚モデルＴ＝ｅｐ＋ｆｑ＋ｇｒ＋ｉ（ｅ，ｆ，ｇ，ｉ
は定数） と表すことができる。このようなモデル式で実際に形成
されるであろう膜厚を求め、予測することができる。そ
して、レジスト膜形成時におけるウェハの回転数と膜厚
との関係は予め実験により求められており、例えば図１
７に示すような関係で表される。これにより所望のウェ
ハの回転数が得られる。一例として、Ｔ＝４０５０Å
（４０５ｎｍ）であって、目標膜厚が４０００Å（４０
０ｎｍ）である場合に、３５００ｒｐｍであったウェハ
の回転数を３７００ｒｐｍとすることにより目標膜厚４
０００Å（４００ｎｍ）を達成できる。

【００８０】このように、レジスト膜を形成する際に影
響を及ぼす、「気圧ｐ」と、「カップＣＰの温度ｑ」
と、「ユニット内の湿度ｒ」とをパラメータとする膜厚
モデルを予め作成しておき、この膜厚モデルに基づい
て、レジスト膜形成条件の１つであるウェハの回転数を
制御することにより、フィードフォワード制御が可能と
なる。すなわち、従来においては、気圧、カップＣＰの
温度及び湿度等のデータは膜厚制御には用いられていな
かったが、本実施形態ではこれらのパラメータを用いて
膜厚を予測することにより、精密な膜厚の制御を行うこ
とができる。これにより歩留まりの向上にも寄与する。

【００８１】また、複数あるレジスト膜形成条件、例え
ばウェハ回転数、レジスト液の温度、レジスト液の供給
量又はレジストの吐出速度等のうち最も制御しやすいウ
ェハの回転数を制御することにより、容易に膜厚を制御
できる。

【００８２】また、これらのパラメータｐ，ｑ，ｒには
時間に関するものはないので、ウェハごとに膜厚を管理
する必要はなく、例えばロット単位で最初にダミーウェ
ハを処理する、いわゆるロット先行処理でよい。

【００８３】図１８は、ポストエクスポージャーベーキ
ングユニット（ＰＥＢ）における加熱温度と、レジスト
パターンの線幅との関係を示している。これにより、加
熱温度が高いほど線幅が細くなる傾向にあることがわか
る。これによって、図１４に示す場合と同様に、現像処
理条件を制御する代わりに、上記線幅モデルを用いてポ
ストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）に
おける加熱温度を制御することにより、線幅をフィード
フォワードで精密に制御できる。また、このような加熱
温度の制御と現像時間の制御とを両方行うことにより、
更に高精度に線幅を制御することができる。

【００８４】図１９も同様に、プリベーキングユニット
（ＰＡＢ）における加熱温度と、レジスト膜厚との関係
を示している。これにより、加熱温度が高いほど膜厚が
小さくなる傾向にあることがわかる。これによって、図
１７に示す場合と同様に、ウェハの回転数を制御する代
わりに、上記膜厚モデルを用いプリベーキングユニット
（ＰＡＢ）における加熱温度を制御することにより、膜
厚をフィードフォワードで精密に制御できる。また、こ
のような加熱温度の制御とウェハ回転数の制御とを両方
行うことにより、更に高精度に線幅を制御することがで
きる。

【００８５】更に本実施形態においては、線幅と膜厚と
の関連性については述べなかったが、この関連性が分か
れば、更にこの関連性に基づいて線幅及び膜厚の制御を
精密に行うことができる。

【００８６】本発明は以上説明した実施形態には限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。

【００８７】例えば、上記実施形態では、線幅制御では
現像時間及び加熱温度のうち少なくとも一方を制御する
ようにし、膜厚制御ではウェハ回転数及び加熱温度のう
ち少なくとも一方を制御するようにしたが、これに限ら
ず、ベーキングユニット（ＢＡＫＥ）、加熱ユニット
（ＨＰ）１１３等における加熱処理温度、あるいは冷却
処理ユニット（ＣＰＬ）、受け渡し・冷却処理ユニット
（ＴＣＰ）における冷却温度等をも制御することにより
更に高精度な線幅制御を行うことができる。

【００８８】また、線幅を制御する場合に現像処理条件
として現像時間を制御するだけでなく、現像液の濃度及
び温度等を制御するようにしてもよい。あるいは、膜厚
を制御する場合にレジスト膜形成条件としてウェハの回
転数を制御するだけでなく、レジストの温度やノズルか
らのレジストの吐出速度等を制御するようにしてもよ
い。

【００８９】更には、現像時間、ウェハ回転数及び加熱
処理温度を補正する代わりに、線幅に関しては、図１３
における時間ｘ，ｙや装置１内の温度ｚ、気圧ｗを補正
するようにして所望の線幅が得られるようにしてもよい
し、膜厚に関しては図１６に示す気圧ｐ，カップ温度
ｑ，湿度ｒ等を補正するようにして所望の膜厚のレジス
ト膜を形成できるようにしてもよい。

【００９０】また、図１８及び図１９に示したポストエ
クスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢ）及びプリ
ベーキングユニット（ＰＡＢ）における加熱温度の制御
のみに限らず、加熱時間や昇温速度等をも制御すること
も可能であり、また冷却処理ユニット（ＣＰＬ）におけ
る冷却温度や冷却時間、あるいは降温速度等を制御する
ことも可能である。

【００９１】また、露光装置１００（図１参照）におけ
る露光処理条件をも塗布現像処理装置１側の集中制御部
８で制御するようにしてもよい。この場合、例えば、露
光量と線幅との関係については逆比例的な相関関係があ
ることがわかっているので、この露光量をフィードフォ
ワードで制御することにより、所望の線幅を有するレジ
ストパターンを得ることができる。また、露光量だけで
なく、露光フォーカス値をも制御するようにしてもよ
い。

【００９２】また、例えばエッチング装置を塗布現像処
理装置１に対してインライン化し、このエッチング処理
条件をも集中制御部８で制御するようにしてもよい。こ
の場合、例えば、エッチング時間と線幅との関係につい
ては逆比例的な相関関係があることがわかっているの
で、このエッチング時間をフィードフォワードで制御す
ることにより、所望の線幅を有するパターンを得ること
ができる。

【００９３】更に、上記実施形態では半導体ウェハを用
いた場合について説明したが、これに限らず液晶ディス
プレイ等に使用されるガラス基板についても本発明は適
用可能である。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板周囲の環境を考慮した、より精密な線幅制御及びレ
ジスト膜厚制御を行うことができる。これにより、歩留
まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る塗布現像処理装置の
平面図である。

【図２】図１に示す塗布現像処理装置の正面図である。

【図３】図１に示す塗布現像処理装置の背面図である。

【図４】一実施形態に係る主ウェハ搬送装置を示す斜視
図である。

【図５】図１に示す塗布現像処理装置の清浄空気の流れ
を説明するための正面図である。

【図６】一実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットを
示す平面図である。

【図７】図６に示すレジスト塗布処理ユニットを示す断
面図である。

【図８】一実施形態に係る現像処理ユニットを示す断面
図である。

【図９】一実施形態に係るプリベーキングユニット又は
ポストエクスポージャーベーキングユニットを示す平面
図である。

【図１０】図９に示すユニットの断面図である。

【図１１】本発明に係る塗布現像処理装置を制御する制
御系を示す構成図である

【図１２】本発明に係る塗布現像処理装置の一連の処理
工程を示すフロー図である。

【図１３】線幅モデル及びその各パラメータを示す図で
ある。

【図１４】現像時間と線幅との相関関係を示す図であ
る。

【図１５】所望の線幅又は膜厚を得るために現像時間又
は基板回転数を補正する場合のフロー図である。

【図１６】膜厚モデル及びその各パラメータを示す図で
ある。

【図１７】ウェハの回転数と膜厚との関係を示す図であ
る。

【図１８】ポストエクスポージャーベーキングユニット
における加熱温度と、線幅との関係を示す図である。

【図１９】プリベーキングユニットにおける加熱温度
と、膜厚との関係を示す図である。

【符号の説明】

Ｗ...半導体ウェハ Ａ１…第１の主ウェハ搬送装置 Ａ２…第２の主ウェハ搬送装置 Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ…温度・気圧センサ Ｓ１…気圧センサ Ｓ２…カップ温度センサ Ｓ３…湿度センサ ｐ，ｑ，ｒ…膜厚モデルの各パラメータ ｘ，ｙ，ｚ…線幅モデルの各パラメータ １…塗布現像処理装置 ８…集中制御部 ２８…線幅モデル格納部 ２９…膜厚モデル格納部 ３２…温度コントローラ ３４…回転数コントローラ ３５…制御部 ６１…センサ計測データ格納部 ６２…ウェハデータ格納部 ６３…プロセスレシピデータ格納部 ６４…線幅モデル格納部 ６５…膜厚モデル格納部 １００...露光装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６７ ５６９Ｃ ５０２Ｖ (72)発明者 田所 真任 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 田中 道夫 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 岩永 修児 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AA02 AA03 AA04 AB16 EA05 2H096 AA25 CA14 FA10 JA01 LA30

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上にレジスト膜を形成するレジスト
   膜形成処理部と、レジスト膜が形成された基板を現像す
   る現像処理部と、基板に熱的処理を施す熱処理部と、前
   記現像処理前に露光処理を行う露光装置側に対して基板
   の受け渡しを行う受け渡し部と、少なくとも前記レジス
   ト膜形成処理部、現像処理部及び熱処理部の間で基板の
   搬送を行う搬送機構とを有した所望のレジストパターン
   を形成するための基板処理装置において、 前記レジストパターンを形成する際に関与する複数のパ
   ラメータに基づき予め作成された関数モデルを格納する
   関数モデル格納部と、 前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件、前記現
   像処理条件、前記熱処理条件及び前記搬送機構における
   搬送条件のうち少なくとも１つを制御する手段とを具備
   することを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記複数のパラメータは、レジストパターンの線幅、又
   はレジストの膜厚の変動要因パラメータであることを特
   徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の基板処理装置におい
   て、 前記熱処理部は、露光処理終了後現像処理前に第１の熱
   的処理を行う第１の熱処理部と、前記レジスト膜の形成
   後露光処理前に第２の熱的処理を行う第２の熱処理部と
   を含み、 前記線幅の変動要因パラメータは、 少なくとも、前記露光処理終了後から前記第１の熱的処
   理が開始されるまでの時間と、前記第２の熱的処理後の
   基板の待機時間と、当該基板処理装置内の温度及び気圧
   とを含むことを特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の基板処理装置におい
   て、 前記制御手段は、 前記現像処理条件のうち現像時間、現像液の濃度及び現
   像液の温度のうち少なくとも１つを制御することを特徴
   とする基板処理装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の基板処理装置におい
   て、 前記制御手段は、 前記第１の熱処理の温度、時間及び昇降温速度のうち少
   なくとも１つを制御することを特徴とする基板処理装
   置。
6. 【請求項６】 請求項３に記載の基板処理装置におい
   て、 前記制御手段は、 前記露光処理終了後から前記第１の熱的処理が開始され
   るまでの時間のうち、前記搬送機構による基板の搬送時
   間を制御することを特徴とする基板処理装置。
7. 【請求項７】 請求項２に記載の基板処理装置におい
   て、 前記レジスト膜形成処理部は、基板を収容する容器と、
   基板上にレジストを供給するレジスト供給機構と、前記
   容器内で基板を回転させることによりレジスト膜を形成
   する回転機構とを具備し、 前記膜厚の変動要因パラメータは、 少なくとも、レジスト膜形処理部における気圧と、前記
   容器の温度と、湿度とを含むことを特徴とする基板処理
   装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の基板処理装置におい
   て、 前記制御手段は、 前記レジスト膜形成条件のうち前記基板の回転数、レジ
   スト供給量及びレジストの温度を制御することを特徴と
   する基板処理装置。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、 前記関数モデルは、前記レジストの種類又は目標膜厚ご
   とに作成することを特徴とする基板処理装置。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載の基板処理装置におい
    て、 前記線幅、レジスト膜厚、又はオーバーレイを検査する
    検査装置を更に具備し、 前記搬送機構は、前記検査装置に対し基板の受け渡し可
    能に設けられていることを特徴とする基板処理装置。