JP2008034437A - 基板の処理方法、プログラム、プログラムを読み取り可能な記録媒体及び基板の処理システム - Google Patents

基板の処理方法、プログラム、プログラムを読み取り可能な記録媒体及び基板の処理システム Download PDF

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Abstract

【課題】レジスト膜形成処理と現像処理との間に複数回の露光処理を行うパターン形成処理において、最終的に所望の寸法のパターンを形成する。
【解決手段】レジスト膜が形成されたウェハは、露光装置に搬送され露光処理されるＱ２。その後、第２の処理システムにおいてウェハは露光後ベークされるＱ３。その後、ウェハは再び露光装置に搬送され露光処理されるＱ４。２回目の露光処理が終了したウェハは、第１の処理システムに搬送され再度露光後ベークされるＱ５。露光処理の終了時から露光後ベークの開始時までの時間は、１回目と２回目で同じになるように制御される。
【選択図】図６

Description

本発明は、基板の処理方法、プログラム、プログラムを読み取り可能な記録媒体及び基板の処理システムに関する。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えばウェハ表面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、ウェハ表面のレジスト膜に所定パターンの光を照射してレジスト膜を露光する露光処理、露光されたレジスト膜内の化学反応を促進させるためにウェハを加熱する加熱処理（露光後ベーク）、加熱処理されたウェハを現像する現像処理等が順次行われて、ウェハ表面のレジスト膜に所定のパターンが形成されている。
ところで、従来より、パターンの微細化を図るため、上記露光処理の光を短波長化することが進められている。しかしながら、この露光の短波長化を進める方法では、例えば３２ｎｍや４５ｎｍレベルの微細なパターンを形成するのが技術的に困難である。そこで、露光処理において、例えばレジスト膜に対して露光位置をずらして複数回の露光を行うことにより、微細なパターンを形成することが提案されている（特許文献１、２参照）。
特開２０００−２１７６３号公報 特開平７-１４７２１９号公報
しかしながら、この場合複数回の露光処理を連続して行い、その複数回の露光処理が終了した後に、次の処理の露光後ベークが行われるため、例えば１回目の露光処理により露光された露光部分と、２回目の露光処理により露光された露光部分との間に、露光後ベークが開始されるまでの時間について大きな差ができる。この露光が終了してから露光後ベークが開始されるまでの時間は、最終的に形成されるパターンの寸法に大きな影響を与えるため、上記場合、各回の露光部分毎にパターンの寸法がばらつき、また各回の露光部分同士の寸法の整合が取れない。この結果、最終的にウェハに所望の形状のパターンが形成されなくなる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数回の露光処理を行う場合において、ウェハなどの基板に最終的に所望の形状のパターンを形成することをその目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、基板の処理方法であって、レジスト膜の形成処理と現像処理との間に行われる露光処理を複数回行い、当該各回の露光処理が終了する度に基板の加熱処理を行うことを特徴とする。
本発明によれば、露光処理を行う毎に、基板の加熱処理を行うので、各回の露光処理の終了から露光後ベークまでの時間の差が低減される。この結果、各回の露光処理による露光部分のパターンの寸法が安定し、また各回の露光部分同士の寸法の整合性が向上するので、最終的に所望の形状のパターンを形成できる。
各回の露光処理の終了時から加熱処理の開始時までの時間は、互いに同じになるように制御されてもよい。
前記各回の露光処理毎に異なる露光条件を設定するようにしてもよい。この場合、２回目以降の露光処理の露光条件は、直前の回の露光処理よりも露光量が少なくなるように設定されてもよい。
前記各回の露光処理後の加熱処理毎に異なる加熱条件を設定するようにしてもよい。この場合、２回目以降の加熱処理の加熱条件は、直前の回の加熱処理よりも、加熱時間が短いか又は加熱温度が低いかの少なくともいずれかに設定されようにしてもよい。
前記露光処理は、基板表面の液体中に光を透過して基板を露光するものであり、前記各回の露光処理後であって加熱処理の前に、基板を洗浄する洗浄処理を行うようにしてもよい。
別の観点による本発明によれば、上記基板の処理方法を、コンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。
別の観点による本発明によれば、上記基板の処理方法をコンピュータに実現させるため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が提供される。
別の観点による本発明は、基板の処理システムであって、基板にレジスト膜を形成するレジスト膜形成装置と、レジスト膜が形成され、その後露光処理された基板を現像処理する現像処理装置と、基板を加熱処理する加熱処理装置と、を有し、レジスト膜の形成と現像処理との間に複数回の露光処理が行われ、当該各回の露光処理が終了する度に前記加熱処理装置において基板の加熱処理が行われることを特徴とする。
上記基板の処理システムは、前記レジスト膜形成装置と、前記現像処理装置と、前記加熱処理装置を有する第１の処理システムと、前記加熱処理装置を有する第２の処理システムと、を有し、前記第１の処理システムは、露光装置の一端に接続され、前記第２の処理システムは、前記第１の処理システムの反対側の露光装置の他端に接続され、前記第１の処理システム及び第２の処理システムは、前記露光装置に対して基板を搬送可能に構成されていてもよい。
前記第２の処理システムには、前記露光装置と前記第２の処理システム内の加熱処理装置の間の基板の搬送を行う搬送装置が設けられていてもよい。
前記第２の処理システムには、複数の基板を収容する収容部が設けられていてもよい。
前記第２の処理システムには、基板を洗浄する洗浄装置が設けられていてもよい。
最終回の露光処理の後の加熱処理は、前記第１の処理システムの加熱処理装置において行われ、最終回以外の露光処理の後の加熱処理は、前記第２の処理システムの加熱処理装置において行われるようにしてもよい。
前記基板の処理システムは、前記レジスト膜形成装置と前記現像処理装置を有する処理部と、前記処理部の前記露光装置側に面し、前記処理部と露光装置との間で基板を搬送する搬送部と、を有し、前記加熱処理装置は、前記搬送部と前記処理部にそれぞれ設けられていてもよい。
前記搬送部には、基板を洗浄する洗浄装置が設けられていてもよい。
最終回の露光処理の後の加熱処理は、前記処理部にある加熱処理装置において行われ、最終回以外の露光処理の後の加熱処理は、前記搬送部にある加熱処理装置において行われるようにしてもよい。
本発明によれば、レジスト膜に所望の形状のパターンを形成できるので、歩留まりを向上できる。
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる基板の処理システムとしての塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図であり、図２は、塗布現像処理システム１の正面図であり、図３は、塗布現像処理システム１の背面図である。
塗布現像処理システム１は、例えば図１に示すように露光装置Ａを挟んだ両側に設けられた第１の処理システム１０と第２の処理システム１１を備えている。第１の処理システム１０は、例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり、カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション１２と、フォトリソグラフィー工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を多段に配置している処理部としての処理ステーション１３と、露光装置Ａとの間でウェハＷの受け渡しを行う搬送部としてのインターフェイスステーション１４とを一体に接続した構成を有している。カセットステーション１２、処理ステーション１３及びインターフェイスステーション１４は、露光装置ＡのあるＹ方向正方向側（図１中の右方向）に向かって順に配置され、インターフェイスステーション１４は、露光装置Ａに接続されている。
カセットステーション１２では、カセット載置台２０が設けられ、当該カセット載置台２０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っている。カセットステーション１２には、搬送路２１上をＸ方向に沿って移動可能なウェハ搬送体２２が設けられている。ウェハ搬送体２２は、カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり、カセットＣ内に上下方向に配列されたウェハＷに対して選択的にアクセスできる。ウェハ搬送体２２は、鉛直方向の軸周り（θ方向）に回転可能であり、処理ステーション１３側の後述する第３の処理装置群Ｇ３の各処理装置に対してアクセスできる。
処理ステーション１３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１３のＸ方向負方向（図１中の下方向）側には、カセットステーション１２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。処理ステーション１３のＸ方向正方向（図１中の上方向）側には、カセットステーション１２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。第３の処理装置群Ｇ３と第４の処理装置群Ｇ４の間には、第１の搬送装置３０が設けられている。第１の搬送装置３０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内の各装置に対し選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。第４の処理装置群Ｇ４と第５の処理装置群Ｇ５の間には、第２の搬送装置３１が設けられている。第２の搬送装置３１は、第２の処理装置群Ｇ２、第４の処理装置群Ｇ４及び第５の処理装置群Ｇ５内の各装置に対して選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。
図２に示すように第１の処理装置群Ｇ１には、ウェハＷに所定の液体を供給して処理を行う液処理装置、例えばウェハＷ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膜形成装置としてのレジスト塗布装置４０、４１、４２、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装置４３、４４が下から順に５段に重ねられている。第２の処理装置群Ｇ２には、液処理装置、例えばウェハＷに現像液を供給して現像処理する現像処理装置５０〜５４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内の前記液処理装置に各種処理液を供給するためのケミカル室６０、６１がそれぞれ設けられている。
例えば図３に示すように第３の処理装置群Ｇ３には、温調装置７０、ウェハＷの受け渡しを行うためのトランジション装置７１、精度の高い温度管理下でウェハ温度を調節する高精度温調装置７２〜７４及びウェハＷを熱処理する熱処理装置７５〜７８が下から順に９段に重ねられている。
第４の処理装置群Ｇ４では、例えば高精度温調装置８０、レジスト塗布処理後のウェハＷを加熱処理するプリベーク装置８１〜８４及び現像処理後のウェハＷを加熱処理するポストベーク装置８５〜８９が下から順に１０段に重ねられている。
第５の処理装置群Ｇ５では、ウェハＷを熱処理する複数の熱処理装置、例えば高精度温調装置９０〜９３、加熱処理装置としての露光後ベーク装置９４〜９９が下から順に１０段に重ねられている。
図１に示すように第１の搬送装置３０のＸ方向正方向（図１中の上方）側には、複数の処理装置が配置されており、例えば図３に示すようにウェハＷを疎水化処理するためのアドヒージョン装置１００、１０１が下から順に２段に重ねられている。図１に示すように第２の搬送装置３１のＸ方向正方向側には、例えばウェハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置１０２が配置されている。
インターフェイスステーション１４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１１０上を移動するウェハ搬送体１１１と、バッファカセット１１２が設けられている。ウェハ搬送体１１１は、Ｚ方向に移動可能でかつθ方向にも回転可能であり、インターフェイスステーション１４に隣接した露光装置Ａ、バッファカセット１１２及び第５の処理装置群Ｇ５内の各装置に対してアクセスしてウェハＷを搬送できる。
第２の処理システム１１には、搬送装置としてのウェハ搬送装置１２０と、第６の処理装置群Ｇ６と、収容部としてのバッファカセット１２１が設けられている。ウェハ搬送装置１２０は、露光装置Ａ側に設けられたＸ方向に延びる搬送路１２３上を移動できる。ウェハ搬送装置１２０は、Ｚ方向に移動可能でかつθ方向にも回転可能であり、露光装置Ａ、第６の処理装置群Ｇ６及びバッファカセット１２１に対してアクセスしてウェハＷを搬送できる。ウェハ搬送装置１２０は、ウェハＷの位置合わせを行うアライメント機能を備えている。
第６の処理装置群Ｇ６とバッファカセット１２１は、搬送路１２３のＹ方向正方向側にＸ方向に並べて設けられている。第６の処理装置群Ｇ６には、図２に示すように加熱処理装置としての露光後ベーク装置１３０〜１３３が下から順に４段に重ねられている。バッファカセット１２１は、複数枚のウェハＷを一時的に収容できる。
次に、上述の露光後ベーク装置９４〜９９、１３０〜１３３の構成について説明する。例えば露光後ベーク装置１３０は、図４及び図５に示すように筐体１５０内に、ウェハＷを加熱する加熱部１５１と、ウェハＷを冷却する冷却部１５２を備えている。
加熱部１５１は、図４に示すように上側に位置して上下動自在な蓋体１６０と、下側に位置してその蓋体１６０と一体となって処理室Ｓを形成する熱板収容部１６１を備えている。
蓋体１６０の天井部の中央には、排気部１６０ａが設けられており、処理室Ｓ内の雰囲気を排気部１６０ａから均一に排気できる。
熱板収容部１６１の中央には、ウェハＷを載置して加熱する熱板１７０が設けられている。熱板１７０は、厚みのある略円盤形状を有している。熱板１７０には、給電により発熱するヒータ１７１が内蔵されている。ヒータ１７１の発熱量は、例えばヒータ制御装置１７２により調整されている。ヒータ制御装置１７２における温度制御は、例えば後述する制御部２２０により行われる。
図４に示すように熱板１７０の下方には、ウェハＷを下方から支持して昇降する第１の昇降ピン１８０が設けられている。第１の昇降ピン１８０は、昇降駆動機構１８１により上下動できる。熱板１７０の中央部付近には、熱板１７０を厚み方向に貫通する貫通孔１８２が形成されている。第１の昇降ピン１８０は、熱板１７０の下方から上昇して貫通孔１８２を通過し、熱板１７０の上方に突出できる。
熱板収容部１６１は、熱板１７０を収容して熱板１７０の外周部を保持する環状の保持部材１９０と、その保持部材１９０の外周を囲む略筒状のサポートリング１９１を有している。サポートリング１９１の上面には、処理室Ｓ内に向けて例えば不活性ガスを噴出する吹き出し口１９１ａが形成されている。この吹き出し口１９１ａから不活性ガスを噴出することにより、処理室Ｓ内をパージすることができる。また、サポートリング１９１の外方には、熱板収容部１９１の外周となる円筒状のケース１９２が設けられている。
加熱部１５１に隣接する冷却部１５２には、例えばウェハＷを載置して冷却する冷却板２００が設けられている。冷却板２００は、例えば図５に示すように略方形の平板形状を有し、加熱板１７０側の端面が外側に凸の円弧状に湾曲している。図４に示すように冷却板２００の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材２００ａが内蔵されており、冷却板２００を所定の設定温度に調整できる。
冷却板２００は、加熱部１５１側に向かって延伸するレール２０１に取付けられている。冷却板２００は、駆動部２０２によりレール２０１上を移動し、加熱部１５１側の熱板１７０の上方まで移動できる。
冷却板２００には、例えば図５に示すようにＸ方向に沿った２本のスリット２０３が形成されている。スリット２０３は、冷却板２００の加熱部１５１側の端面から冷却板２００の中央部付近まで形成されている。このスリット２０３により、加熱部１５１側に移動した冷却板２００と熱板１７０上に突出した第１の昇降ピン１８０との干渉が防止される。図４に示すように冷却板２００の下方には、第２の昇降ピン２０４が設けられている。第２の昇降ピン２０４は、昇降駆動部２０５によって昇降できる。第２の昇降ピン２０４は、冷却板２００の下方から上昇しスリット２０３を通過して冷却板２００の上方に突出できる。
図５に示すように冷却板２００を挟んだ筐体１５０の両側壁には、ウェハＷを搬入出するための搬入出口２１０が形成されている。
なお、他の露光後ベーク装置９４〜９９、１３１〜１３３は、上述の露光後ベーク装置１３０と同じ構成を有しているので、その説明は省略する。
塗布現像処理システム１におけるウェハ処理の制御は、例えば図１に示す制御部２２０により行われている。制御部２２０は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えた汎用コンピュータにより構成され、レジスト塗布装置４０〜４２、露光後ベーク装置９４〜９９、１３０〜１３３、現像処理装置５０〜５４などの各種処理装置や、ウェハ搬送体２２、第１の搬送装置３０、第２の搬送装置３１、ウェハ搬送体１１１及びウェハ搬送装置１２０などの各種搬送装置に接続されている。制御部２２０は、例えばメモリに記録されたプログラムを実行することにより、各処理装置や各搬送装置の動作を制御して、後述する所望のウェハ処理を実現できる。なお、制御部２２０で実行されるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、その記録媒体から制御部２２０にインストールされたものであってもよい。
次に、以上のように構成された塗布現像処理システム１におけるウェハ処理のプロセスについて説明する。図６は、このウェハ処理の主な工程を示すフローチャートである。
先ず、図１に示すウェハ搬送体２２によって、カセット載置台２０上のカセットＣ内から未処理のウェハＷが一枚ずつ取り出され、処理ステーション１３に順次搬送される。ウェハＷは、処理ステーション１３の第３の処理装置群Ｇ３に属する温調装置７０に搬送され、所定温度に温度調節され、その後第１の搬送装置３０によって例えばボトムコーティング装置４３に搬送されて、反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第１の搬送装置３０によって熱処理装置７５、高精度温調装置８０に順次搬送され、各処理装置において所定の処理が施される。その後ウェハＷは、第１の搬送装置３０によって例えばレジスト塗布装置４０に搬送される。
レジスト塗布装置４０では、例えば回転されたウェハＷの表面にノズルから所定量のレジスト液が供給され、そのレジスト液がウェハＷの表面の全面に拡散することによってウェハＷ上にレジスト膜が形成される（図６の工程Ｑ１）。
レジスト膜が形成されたウェハＷは、第１の搬送装置３０によって例えばプリベーク装置８１に搬送され、加熱処理（プリベーク）が施された後、第２の搬送装置３１によって周辺露光装置１０２、高精度温調装置９３に順次搬送され、各装置において所定の処理が施される。その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション１４のウェハ搬送体１１１によって露光装置Ａに搬送される。露光装置ＡにウェハＷが搬送されると、ウェハＷのレジスト膜上に露光光源からマスクを介して光が照射され、レジスト膜に所定のパターンが露光される。こうしてウェハＷに１回目の露光処理が施される（図６の工程Ｑ２）。
１回目の露光処理の終了したウェハＷは、ウェハ搬送装置１２０によって露光装置Ａの反対側の第２の処理システム１１の例えば露光後ベーク装置１３０に搬送される。
この露光後ベーク装置１３０では、先ずウェハＷが搬入出口２１０から搬入され、図４に示す冷却板２００上に載置される。続いて冷却板２００が移動して、ウェハＷが熱板１７０の上方に移動される。ウェハＷは冷却板２００から第１の昇降ピン１８０に受け渡され、その第１の昇降ピン１８０によって熱板１７０上に載置される。こうしてウェハＷの加熱処理（露光後ベーク）が開始される（図６の工程Ｑ３）。そして、所定時間経過後、ウェハＷが第１の昇降ピン１８０によって熱板１７０から離隔され、ウェハＷの加熱処理が終了する。その後、ウェハＷは、第１の昇降ピン１８０から冷却板２００に受け渡されて冷却され、当該冷却板２００から搬入出口２１０を通じて露光後ベーク装置１３０の外部に搬出される。
１回目の露光後ベークが終了したウェハＷは、図１に示すウェハ搬送装置１２０によってバッファカセット１２１に搬送され、一時的に収容される。ウェハＷは、例えば同じロットの他のウェハが上述の１回目の露光処理と露光後ベークが終了するまでバッファカセット１２１で待機する。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置１２０によってバッファカセット１２１から取り出され、露光装置Ａに搬送される。露光装置Ａに搬送されたウェハＷには、例えばレジスト膜に１回目の露光処理と異なるパターンが露光されて、２回目の露光処理が施される（図６の工程Ｑ４）。２回目の露光処理の終了したウェハＷは、インターフェイスステーション１４のウェハ搬送体１１１によって処理ステーション１３の例えば露光後ベーク装置９４に搬送される。
露光後ベーク装置９４に搬送されたウェハＷは、上記露光後ベーク装置１３０における加熱処理と同様に、先ず、冷却板２００に受け渡され、冷却板２００から第１の昇降ピン１８０に受け渡される。そして、第１の昇降ピン１８０によりウェハＷが熱板１７０に載置されて、ウェハＷの加熱処理（露光後ベーク）が開始される（図６の工程Ｑ５）。所定時間経過後、第１の昇降ピン１８０によりウェハＷが持ち上げられ、ウェハＷの加熱処理が終了する。その後、ウェハＷは、冷却板２００に受け渡され冷却され、その後露光後ベーク装置９４から搬出される。
２回目の露光後ベークが終了したウェハＷは、第２の搬送装置３１によって例えば現像処理装置５０に搬送され、ウェハＷ上のレジスト膜が現像される（図６の工程Ｑ６）。その後ウェハＷは、例えば第２の搬送装置３１によってポストベーク装置８５に搬送され、加熱処理（ポストベーク）が施され、その後、第１の搬送装置３０によって高精度温調装置７２に搬送されて温度調節される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送体２２によってカセットステーション１２のカセットＣに戻される。こうして塗布現像処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
以上の実施の形態によれば、フォトリソグラフィー工程によりレジスト膜にパターンを形成するにあたり露光処理を２回行うウェハ処理において、１回目と２回目の露光処理の後にその都度露光後ベークを行うようにしたので、１回目と２回目の露光処理の終了時から露光後ベークの開始時までの時間（ＰＥＤ時間）の差が低減される。この結果、１回目と２回目で露光処理された露光部分相互間のパターン寸法のばらつきが低減され、各回の露光部分のパターンの寸法の整合性が向上するので、最終的にウェハＷに所望の形状のパターンを形成できる。
以上の実施の形態では、第１の処理システム１０から見て露光装置Ａを挟んだ反対側に、露光後ベーク装置１３０〜１３３を有する第２の処理システム１１を設けたので、１回目の露光処理を終了したウェハＷを露光装置Ａの反対側から第２の処理システム１１に搬出し、露光後ベーク装置１３０〜１３３において露光後ベークを行うことができる。この場合、処理ステーション１３と露光装置Ａとの間のウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション１４のウェハ搬送体１１１を用いる必要がなく、専用のウェハ搬送装置１２０を用いて、露光後ベーク装置１３０〜１３３にウェハＷを搬送できる。それ故、例えばウェハ搬送体１１１の稼働状態などに拘束されることなく、１回目の露光処理が終了したウェハＷを円滑に露光後ベーク装置１３０〜１３３に搬送することができる。この結果、１回目の露光処理の終了から露光後ベークの開始までの時間を安定して制御できる。また、ウェハ搬送装置１２０が用いられる分、ウェハ搬送体１１１の負担も低減するので、２回目の露光処理の終了から露光後ベークの開始までの時間も安定して制御できる。この結果、１回目と２回目の露光処理の終了時から露光後ベークの開始時までの時間の差をより安定的に積極的に低減でき、最終的にウェハＷに所望の寸法のパターンを安定して形成できる。
第２の処理ステーション１１にバッファカセット１２１が設けられたので、例えば露光後ベークが終了した１ロット分のウェハＷを収容し２回目の露光処理のために待機させることができる。
上記実施の形態において、１回目と２回目の露光処理の終了時から露光後ベークの開始時までの時間を積極的に同じなるように制御してもよい。例えば制御部２２０によりウェハ搬送装置１２０とウェハ搬送体１１１の動作を制御して、１回目の露光処理の終了時から露光後ベークの開始時までの時間と、２回目の露光処理の終了時から露光後ベークの開始時までの時間が同じになるように時間管理する。こうすることにより、１回目と２回目の露光処理の終了時から露光後ベークの開始時までの時間の差をなくすことができ、この結果、１回目と２回目の露光部分相互間のパターン寸法のばらつきがなくなり、より厳格な寸法のパターンを形成できる。
ところで、２回目の露光処理におけるレジスト膜の露光部分には、その後１回分の露光後ベーク（２回目の露光後ベーク）が行われるが、１回目の露光処理の露光部分には、トータルで２回分の露光後ベーク（１回目の露光後ベーク＋２回目の露光後ベーク）が行われることになる。この露光後ベークの回数の相違によって生じるパターン寸法の変動を補正するために、例えば１回目と２回目の露光処理の露光条件を変えるようにしてもよい。例えば１回目の露光時間を２回目の露光時間よりも短くして、１回目の露光処理の露光量を少なくしてもよい。この場合、例えば制御部２２０によって露光装置Ａの１回目の露光処理の露光量が２０ｍJ/ｃｍ２程度に設定され、２回目の露光処理の露光量が２５ｍJ/ｃｍ２程度に設定される。このとき、露光後ベークの加熱時間（約３０秒）と加熱温度（約１２０℃）は、１回目と２回目で同じに設定される。こうすることにより、例えば１回目の露光処理の露光部分に２回分の露光後ベークが行われた場合であっても、例えば１回目と２回目で同じ寸法のパターンを形成することができ、最終的なパターンの寸法を微調整できる。
また、上記例の露光処理の露光条件に代えて、１回目と２回目の露光後ベークの加熱条件を変えるようにしてもよい。かかる場合、例えば１回目の加熱時間を２回目の加熱時間よりも短くしてもよいし、１回目の加熱温度を２回目の加熱温度よりも低くしてもよいし、その両方を行ってもよい。このとき、露光処理の露光条件は、１回目と２回目で同じに設定される。こうすることによっても、例えば１回目の露光処理の露光部分が２回目の露光部分よりも多く露光後ベークされることによる影響が低減され、最終的に所望の形状のパターンを形成できる。なお、最終的に所望の寸法のパターンが形成されるように、１回目と２回目の露光処理の露光条件と露光後ベークの加熱条件の両方を変えてもよい。
以上の実施の形態で記載した露光処理は、光源の光を直接ウェハＷに照射していたが、ウェハＷ表面に光を透過する液層を形成した状態で、その液層を介してウェハＷ上のレジスト膜を露光するようにしてもよい。なお、このウェハ表面の液層に光を透過させて露光する技術は、特開２００６−４９７５７号公報において提案されている。
かかる場合、例えば図７に示すように処理ステーション１３と第２の処理システム１１に、露光処理後のウェハＷを洗浄する洗浄装置２３０、２４０を設けるようにしてもよい。例えば処理ステーション１３の洗浄装置２３０は、ウェハ搬送体１１１によってウェハＷが搬送可能な第５の処理装置群Ｇ５内に設けられる。例えば第２の処理システム１１の洗浄装置２４０は、ウェハ搬送装置１２０によってウェハＷが搬送可能な例えば第６の処理装置群Ｇ６内に設けられる。
洗浄装置２３０は、例えば図８に示すようにケーシング２３０ａを有し、当該ケーシング２３０ａ内の中央部には、ウェハＷを水平に保持して回転させるスピンチャック２３１が設けられている。スピンチャック２３１の周囲には、ウェハＷから飛散した洗浄液を受け止め、回収するためのカップ２３２が設けられている。カップ２３２の下面には、排液管２３３が接続されている。スピンチャック２３１の上方には、ウェハＷに対し洗浄液を吐出する洗浄液吐出ノズル２３４が設けられている。洗浄液吐出ノズル２３４は、供給管２３５によって洗浄液供給源２３６に接続されている。
なお、洗浄装置２４０は、上述の洗浄装置２３０と同じ構成を有しているので、説明を省略する。
次に、この洗浄装置２３０、２４０を備えた場合のウェハ処理のプロセスについて説明する。図９は、このウェハ処理の主な工程を示すフローチャートである。先ず、上述の実施の形態と同様にカセットステーション１２のウェハＷが処理ステーション１３に搬送され、例えば温調装置７０、ボトムコーティング装置４３熱処理装置７５、高精度温調装置８０に順次搬送され、所定の処理が施される。その後ウェハＷは、レジスト塗布装置４０に搬送されてレジスト膜が形成される。（図９の工程Ｑ１）その後ウェハＷは、例えばプリベーク装置８１、周辺露光装置１０２、高精度温調装置９３に順次搬送されて所定の処理が施された後、露光装置Ａに搬送される。
露光装置Ａでは、例えば図１０に示すようにレンズ２５０とウェハＷとの間に光を透過する液層Ｂが形成され、そのレンズ２５０と液層Ｂに光を透過させてレジスト膜の１回目の露光処理が行われる（図９の工程Ｑ２）。次にウェハＷは、ウェハ搬送装置１２０によって露光装置Ａから第２の処理システム１１の洗浄装置２４０に搬送される。
洗浄装置２４０では、先ずウェハＷがスピンチャック２３１に保持される。ウェハＷは、スピンチャック２３１により回転され、その回転されたウェハＷに洗浄液吐出ノズル２３４から洗浄液が吐出される。これにより、露光処理で付着したウェハＷ表面の液体が除去され、ウェハＷが洗浄される（図９の工程Ｋ１）。その後、洗浄液の吐出が停止され、ウェハＷがスピンチャック２３１により高速回転されて、ウェハＷが乾燥される。乾燥されたウェハＷは、ウェハ搬送装置１２０により洗浄装置２４０から搬出され、例えば露光後ベーク装置１３０に搬送される。
露光後ベーク装置１３０に搬送されたウェハＷは、上述した実施の形態と同様に熱板１７０に受け渡され、所定時間加熱処理（露光後ベーク）される（図９の工程Ｑ３）。その後ウェハＷは、冷却板２００上で冷却され、ウェハ搬送装置１２０によって露光後ベーク装置１３０から取り出されて、バッファカセット１２１に搬送される。次にウェハＷは、ウェハ搬送装置１２０によって再び露光装置Ａに搬送され、ウェハＷ表面の液層に光を透過させて１回目とは異なるパターンの２回目の露光処理が行われる（図９の工程Ｑ４）。２回目の露光処理が終了したウェハＷは、インターフェイスステーション１４を通って処理ステーション１３の洗浄装置２３０に搬送され、洗浄される（図９の工程Ｋ２）。洗浄装置２３０では、上記洗浄装置２４０の洗浄処理と同様に洗浄液を供給しながらウェハＷが回転することによりウェハＷの洗浄が行われる。その後ウェハＷは、露光後ベーク装置９４に搬送されて加熱処理（露光後ベーク）される（図９の工程５）。その後ウェハＷは、現像処理装置５０において現像され（図９の工程Ｑ６）、その後ポストベーク装置８５、高精度温調装置７２に順次搬送され、カセットステーション１２のカセットＣに戻される。
この例によれば、１回目と２回目の露光処理の後に、直ちにウェハＷを洗浄し、乾燥させることができるので、露光処理で用いられた液体がレジスト膜上に残留してレジスト膜に欠陥が生じることが防止できる。なお、この例においても、１回目と２回目の露光処理から露光後ベークまでの時間が制御部２２０によって厳格に制御され、例えば１回目と２回目の露光処理から露光後ベークまでの時間が同じになるように制御されてもよい。
以上の実施の形態において、１回目の露光後ベークを行う露光後ベーク装置１３０〜１３３や洗浄処理を行う洗浄装置２４０が第２の処理システム１１に設けられていたが、例えば図１１に示すようにインターフェイスステーション１４に設けられていてもよい。この場合、例えば２回目の露光後ベークを行う露光後ベーク装置９４〜９９や洗浄処理を行う洗浄装置２３０は、処理ステーション１３に設けられている。
また、以上の実施の形態において、２回目の露光後ベークを行う露光後ベーク装置９４〜９９や洗浄処理を行う洗浄装置２３０が処理ステーション１３に設けられていたが、例えば図１２に示すようにインターフェイスステーション１４に設けられていてもよい。この場合、１回目の露光後ベークを行う露光後ベーク装置１３０〜１３３や洗浄処理を行う洗浄装置２４０は、第２の処理システム１１に設けられている。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の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、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得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。例えば上記実施の形態において、露光処理の回数は、２回であったが３回以上の場合も本発明は適用できる。この場合、例えば最終回の露光処理後の露光後ベークを露光後ベーク装置９４〜９９で行い、最終回以外の露光処理後の露光後ベークを露光後ベーク装置１３０〜１３３で行うようにしてもよい。また、基板の処理システムに例えば線幅などの寸法測定が可能な検査装置を搭載し、その検査装置による検査結果をフィードフォワードして、露光時間や露光後ベーク或いは現像時間を制御してもよい。また、本発明は、ウェハ以外の例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板の処理にも適用できる。
本発明は、レジスト膜形成処理と現像処理との間に複数回の露光処理を行うパターン形成処理において、所望の寸法のパターンを形成する際に有用である。
塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。 図１の塗布現像処理システムの正面図である。 図１の塗布現像処理システムの背面図である。 露光後ベーク装置の構成の概略を示す縦断面図である。 露光後ベーク装置の構成の概略を示す横断面図である。 ウェハ処理のフロー図である。 洗浄装置を備えた塗布現像処理システムの構成を示す平面図である。 洗浄装置の構成を示す縦断面図である。 洗浄処理を行う場合のウェハ処理のフロー図である。 ウェハ上に液層を形成して行われる露光処理を説明するための模式図である。 １回目の露光後ベークを行う露光後ベーク装置をインターフェイスステーションに設けた場合の塗布現像処理システムの平面図である。 ２回目の露光後ベークを行う露光後ベーク装置をインターフェイスステーションに設けた場合の塗布現像処理システムの平面図である。
符号の説明
１ 塗布現像処理システム
１０ 第１の処理システム
１１ 第２の処理システム
９４〜９９、１３０〜１３３ 露光後ベーク装置
１２０ ウェハ搬送装置
２２０ 制御部
Ａ 露光装置
Ｗ ウェハ

Claims (18)

  1. 基板の処理方法であって、
    レジスト膜の形成処理と現像処理との間に行われる露光処理を複数回行い、当該各回の露光処理が終了する度に基板の加熱処理を行うことを特徴とする、基板の処理方法。
  2. 各回の露光処理の終了時から加熱処理の開始時までの時間は、互いに同じになるように制御されていることを特徴とする、請求項１に記載の基板の処理方法。
  3. 前記各回の露光処理毎に異なる露光条件を設定することを特徴とする、請求項１又は２に記載の基板の処理方法。
  4. ２回目以降の露光処理の露光条件は、直前の回の露光処理よりも露光量が少なくなるように設定されることを特徴とする、請求項３に記載の基板の処理方法。
  5. 前記各回の露光処理後の加熱処理毎に異なる加熱条件を設定することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板の処理方法。
  6. ２回目以降の加熱処理の加熱条件は、直前の回の加熱処理よりも、加熱時間が短いか又は加熱温度が低いかの少なくともいずれかに設定されることを特徴とする、請求項５に記載の基板の処理方法。
  7. 前記露光処理は、基板表面の液体中に光を透過して基板を露光するものであり、
    前記各回の露光処理後であって加熱処理の前に、基板を洗浄する洗浄処理を行うことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の基板の処理方法。
  8. 請求項１〜７のいずれかに記載の基板の処理方法を、コンピュータに実現させるためのプログラム。
  9. 請求項１〜７のいずれかに記載の基板の処理方法をコンピュータに実現させるため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。
  10. 基板の処理システムであって、
    基板にレジスト膜を形成するレジスト膜形成装置と、
    レジスト膜が形成され、その後露光処理された基板を現像処理する現像処理装置と、
    基板を加熱処理する加熱処理装置と、を有し、
    レジスト膜の形成と現像処理との間に複数回の露光処理が行われ、当該各回の露光処理が終了する度に前記加熱処理装置において基板の加熱処理が行われることを特徴とする、基板の処理システム。
  11. 前記レジスト膜形成装置と、前記現像処理装置と、前記加熱処理装置を有する第１の処理システムと、
    前記加熱処理装置を有する第２の処理システムと、を有し、
    前記第１の処理システムは、露光装置の一端に接続され、前記第２の処理システムは、前記第１の処理システムの反対側の露光装置の他端に接続され、
    前記第１の処理システム及び第２の処理システムは、前記露光装置に対して基板を搬送可能に構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の基板の処理システム。
  12. 前記第２の処理システムには、前記露光装置と前記第２の処理システム内の加熱処理装置との間で基板の搬送を行う搬送装置が設けられていることを特徴とする、請求項１１に記載の基板の処理システム。
  13. 前記第２の処理システムには、複数の基板を収容する収容部が設けられていることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の基板の処理システム。
  14. 前記第２の処理システムには、基板を洗浄する洗浄装置が設けられていることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれかに記載の基板の処理システム。
  15. 最終回の露光処理の後の加熱処理は、前記第１の処理システムの加熱処理装置において行われ、
    最終回以外の露光処理の後の加熱処理は、前記第２の処理システムの加熱処理装置において行われることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の基板の処理システム。
  16. 前記レジスト膜形成装置と前記現像処理装置を有する処理部と、
    前記処理部の前記露光装置側に面し、前記処理部と露光装置との間で基板を搬送する搬送部と、を有し、
    前記加熱処理装置は、前記搬送部と前記処理部にそれぞれ設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載の基板の処理システム。
  17. 前記搬送部には、基板を洗浄する洗浄装置が設けられていることを特徴とする、請求項１６に記載の基板の処理システム。
  18. 最終回の露光処理の後の加熱処理は、前記処理部にある加熱処理装置において行われ、
    最終回以外の露光処理の後の加熱処理は、前記搬送部にある加熱処理装置において行われていることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の基板の処理システム。
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