JP2008053464A - Applicator and developer, resist pattern formation apparatus, application and development method, method of forming resist pattern, and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する塗布ユニットと、露光された後の被処理基板を現像してレジストパターンを形成する現像ユニットと、を備えた塗布、現像装置と、前記塗布ユニット及び現像ユニットに加えてさらにレジスト塗布後の被処理基板を露光する露光装置を備えたレジストパターン形成装置、塗布、現像方法、レジストパターンの形成方法及びこれらの方法を実施するためのコンピュータプログラムを含んだ記憶媒体に関する。 The present invention provides a coating unit that forms a resist film by applying a resist solution to a substrate having a base film formed on the surface of the substrate, and forms a resist pattern by developing the substrate to be processed after exposure. A resist pattern forming apparatus, a coating and developing method, and a resist pattern, each of which includes a coating and developing apparatus including a developing unit, and an exposure apparatus that exposes a substrate to be processed after resist coating in addition to the coating unit and the developing unit And a storage medium including a computer program for carrying out these methods.
従来、半導体製造工程の一つであるフォトレジスト工程においては、例えば半導体ウエハ(以下ウエハとする)の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜を所定のパターンで露光した後に、現像してレジストパターンを作成している。このような処理は、一般にレジストの塗布、現像を行う塗布、現像装置に、露光装置を接続したレジストパターン形成装置を用いて行われる。 Conventionally, in a photoresist process, which is one of semiconductor manufacturing processes, for example, a resist film is formed by coating a resist solution on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), and the resist film is exposed in a predetermined pattern. Later, development is performed to create a resist pattern. Such processing is generally performed using a resist pattern forming apparatus in which an exposure apparatus is connected to a coating / developing apparatus for applying and developing a resist.
前記ウエハは、例えばシリコンの基板(ベアシリコン)上に、当該ウエハに配線を形成するためのSiO2膜やSiN膜などの各種の膜及び露光時にこれら各種の膜の光反射によるレジストパターンへの影響を抑える反射防止膜からなる下地膜が積層された構成になっている。前記配線を形成する各種の膜は、ウエハが塗布、現像装置に搬入されるまでに形成され、塗布、現像装置においては、その配線を形成する膜の表面に前記反射防止膜、レジスト膜が下から上に向けてこの順に形成される。
The wafer is, for example, on a silicon substrate (bare silicon), various films such as a SiO2 film and a SiN film for forming wiring on the wafer, and an influence on a resist pattern due to light reflection of these various films at the time of exposure. In this configuration, a base film made of an antireflection film that suppresses the above is laminated. The various films forming the wiring are formed before the wafer is carried into the coating and developing apparatus. In the coating and developing apparatus, the antireflection film and the resist film are placed on the surface of the film forming the wiring. They are formed in this order from top to bottom.
レジスト膜が形成されたウエハは、露光装置において露光処理を受けた後、塗布、現像装置内の加熱ユニットに搬送され、PEB(ポスト エクスポージャ ベーキング)と呼ばれる加熱処理を受けて、レジスト膜において露光時に受けた定在波の影響が除かれることにより、レジストパターンの形状が整えられる。PEB処理後にウエハは現像ユニットに搬送され、現像処理により露光された部分に対応する箇所あるいは露光されなかった部分に対応する箇所が除去されてレジストパターンが形成される。 The wafer on which the resist film is formed is subjected to an exposure process in an exposure apparatus, then transferred to a heating unit in a coating and developing apparatus, and subjected to a heating process called PEB (post-exposure baking) to be exposed on the resist film. The shape of the resist pattern is adjusted by removing the influence of the standing wave that is sometimes received. After the PEB processing, the wafer is transferred to the developing unit, and a portion corresponding to a portion exposed by the developing processing or a portion corresponding to a portion not exposed is removed to form a resist pattern.
上述のPEBにおけるウエハの加熱温度及び露光処理におけるウエハの露光量は、形成されるレジストパターンの寸法に大きく影響を与える。なお化学増幅型のレジストを用いてレジスト膜を形成した場合は、露光処理によりレジスト膜の表面に酸触媒が生成し、その酸触媒がこのPEBによりレジスト内部に広く拡散し、現像処理に影響を与えるため、PEBの加熱温度がパターンの寸法に、より大きく影響を与える。 The heating temperature of the wafer in the PEB and the exposure amount of the wafer in the exposure process greatly affect the dimensions of the resist pattern to be formed. When a resist film is formed using a chemically amplified resist, an acid catalyst is generated on the surface of the resist film by the exposure process, and the acid catalyst is diffused widely inside the resist by this PEB, affecting the development process. Therefore, the heating temperature of PEB has a greater influence on the dimension of the pattern.
ところで半導体製品を小型化する要請からレジストパターンを微細化する要求が年々、高まっており、レジストパターンの寸法(CD)を精度高く制御することが要求されている。パターンを制御するにあたり、下地膜を形成せずに、夫々平坦で均一な各シリコン基板上に直接レジスト膜を成膜したテストウエハを用いて塗布、現像装置の各部の処理環境を調整する場合があるが、このテストウエハにおいて良好なパターンの寸法制御がなされていても、前記シリコン基板上に下地膜が形成されたウエハを塗布、現像装置に搬入して製品を製造する場合にはウエハの面内の各領域において、夫々パターンの寸法(線幅)がばらつく場合がある。 By the way, a demand for miniaturizing a resist pattern is increasing year by year due to a demand for miniaturization of semiconductor products, and it is required to control the dimension (CD) of the resist pattern with high accuracy. When controlling the pattern, the processing environment of each part of the coating and developing apparatus may be adjusted using a test wafer in which a resist film is directly formed on each flat and uniform silicon substrate without forming a base film. However, even if good pattern dimensional control is performed on this test wafer, the surface of the wafer is applied when a wafer having a base film formed on the silicon substrate is applied and carried into a developing device to produce a product. There are cases where the dimension (line width) of the pattern varies in each region.
このようなばらつきの発生状況からパターンの寸法のばらつきには下地膜において例えば膜厚や密度などが関与していると考えられている。つまりウエハの面内の各領域において下地膜の膜質が夫々異なるため、各領域が加熱処理及び露光処理により受ける影響が均一とはならず、従ってパターンの寸法にばらつきが発生するものと考えられ、その膜厚や密度などの膜質のばらつきは、膜質がばらついている膜に光を照射した際に夫々異なる反応を示すことから光学的性質のばらつきとして表すことができる。ここでいう光学的性質とは反射率及び光学定数であり、前記光学定数を構成するファクターとしては屈折率(n)及び消衰係数(k)が含まれる。 From the state of occurrence of such variations, it is considered that variations in pattern dimensions are associated with, for example, film thickness and density in the underlying film. In other words, since the film quality of the underlying film is different in each region in the surface of the wafer, it is considered that each region is not uniformly affected by the heat treatment and the exposure processing, and therefore, the pattern dimensions vary. Variations in film quality such as film thickness and density can be expressed as variations in optical properties because they exhibit different reactions when light is irradiated onto films with varying film quality. The optical properties here are reflectance and optical constant, and factors constituting the optical constant include refractive index (n) and extinction coefficient (k).
既述のように通常、下地膜は何層にも積み重なった膜により構成され、多くのプロセスを経過して形成されており、その各プロセスにおけるばらつきが微細なものであっても、下地膜が形成されたときにはそのばらつきが積み重なった結果として、大きな光学的性質のばらつきとして現れる場合があり、従ってこの下地膜の光学的性質のばらつきの具合を予想したり、抑えたりすることが難しい場合がある。 As described above, the base film is usually composed of a plurality of stacked layers, and is formed through many processes. Even if the variation in each process is minute, the base film is When formed, as a result of the accumulated variation, it may appear as a large variation in optical properties, and therefore it may be difficult to predict or suppress the degree of variation in the optical properties of the underlying film. .
現在は、スループットを向上させるためにウエハの大型化が進んでいるが、ウエハが大型化すればウエハの面内で既述の下地膜の光学的性質のばらつきが発生しやすくなり、その結果としてこのような下地膜のばらつきによるCDのばらつきが増えることにより、歩留まりが低下するおそれがある。 At present, the size of the wafer is increasing in order to improve the throughput. However, if the size of the wafer is increased, the optical properties of the above-described underlayer are likely to vary within the surface of the wafer. The increase in CD variation due to such variations in the underlying film may reduce the yield.
また各ウエハは、下地膜が形成される間に様々な処理を受けることにより、反りが発生する場合がある。この反りもウエハが大型化することにより発生しやすくなり、また面内の各領域における反り量のばらつきも大きくなるおそれがある。この反りによってPEBの際にウエハの面内の各領域ごとに加熱される温度が異なったり、露光時に光源からの距離が夫々異なり、ウエハの面内の各領域ごとに照射される露光ビームのエネルギーが異なったりすることによってパターンの寸法がさらに面内の各領域でばらつくおそれがある。 In addition, each wafer may be warped by being subjected to various processes while the base film is formed. This warpage is likely to occur when the wafer is increased in size, and the variation in the amount of warpage in each region within the surface may be increased. Due to this warp, the temperature of each region in the wafer surface during PEB is different, or the distance from the light source during exposure is different, and the energy of the exposure beam irradiated for each region in the wafer surface. The pattern size may further vary in each in-plane region due to the difference between the two.
なお特許文献1には下地膜の光学的性質に基づき、加熱処理条件、露光処理条件を変更してレジストパターンを制御する方法について記載されているが、上述のような面内で起きるパターンのばらつきを解決できるものではない。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト膜を形成してレジストパターンを形成するにあたり、被処理基板の面内及び被処理基板間のレジストパターンの線幅を精度高く制御することができる技術を提供することである。 The present invention has been made in order to solve such a problem, and its purpose is to form a resist pattern by forming a resist film on a substrate to be processed having a base film formed on the surface of the substrate. An object of the present invention is to provide a technique capable of controlling the line width of a resist pattern within a surface of a substrate to be processed and between the substrates to be processed with high accuracy.
本発明の塗布、現像装置は、基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布し、露光された後の被処理基板を現像してレジストパターンを形成する塗布、現像装置において、
複数のヒータにより複数の加熱領域を夫々独立して加熱制御できる熱板を備え、前記熱板により露光後、現像前の被処理基板を加熱する加熱ユニットと、
レジスト液を塗布する前の被処理基板の前記各加熱領域に対応した領域に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、
予め求められた、被処理基板の下地膜の光学的性質と、ヒータの加熱温度と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部と、
前記光学測定ユニットにより測定された被処理基板の下地膜の光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各加熱領域毎に前記ヒータの加熱温度を演算し、演算された加熱温度に基づいて熱板の各加熱領域の温度を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
The coating and developing apparatus of the present invention is a coating and developing apparatus that applies a resist solution to a substrate to be processed having a base film formed on the surface of the substrate, and develops the substrate to be processed after exposure to form a resist pattern. In
A heating unit capable of independently controlling heating of a plurality of heating regions by a plurality of heaters, a heating unit for heating a substrate to be processed before development after exposure by the heating plate;
An optical measurement unit that measures the optical properties of each region by irradiating light to the region corresponding to each heating region of the substrate to be processed before applying the resist solution;
A storage unit that stores the correlation between the optical properties of the base film of the substrate to be processed, the heating temperature of the heater, and the line width of the resist pattern, which are obtained in advance,
The heating temperature of the heater is calculated for each heating region based on the optical property of the base film of the substrate to be processed measured by the optical measurement unit, the target value of the line width of the resist pattern, and the correlation of the storage unit. Control means for controlling the temperature of each heating region of the hot plate based on the calculated heating temperature;
It is provided with.
前記装置において、例えば被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する反り測定ユニットをさらに備え、前記制御部は、測定された反り量に基づいて各加熱領域における前記熱板の演算された加熱温度の補正値を演算し、当該補正値と、前記加熱温度とに基づいて熱板の各加熱領域の温度を制御する。 The apparatus further includes, for example, a warp measurement unit that measures a warp amount of each measurement region of the substrate to be processed, and the control unit calculates the hot plate in each heating region based on the measured warp amount. A correction value for the heating temperature is calculated, and the temperature of each heating region of the hot platen is controlled based on the correction value and the heating temperature.
本発明のレジストパターン形成装置は、基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布し、次いで被処理基板を露光し、更に露光された後の被処理基板を現像してレジストパターンを形成するレジストパターン形成装置において、
被処理基板の面内を複数に区画した各領域毎に露光量を設定できる露光装置と、
レジスト膜形成前の被処理基板の前記複数の領域に対応した領域内に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、
予め求められた、光学的性質と、露光量と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部と、
前記光学測定ユニットにより測定された光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各領域毎に露光量を演算し、演算された露光量に基づいて前記露光装置の露光量を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
The resist pattern forming apparatus of the present invention applies a resist solution to a substrate to be processed on which a base film is formed on the surface of the substrate, then exposes the substrate to be processed, and further develops the substrate to be processed after the exposure. In a resist pattern forming apparatus for forming a resist pattern,
An exposure apparatus capable of setting an exposure amount for each area obtained by dividing the surface of the substrate to be processed into a plurality of areas;
An optical measurement unit that measures the optical properties of each region by irradiating light into regions corresponding to the plurality of regions of the substrate to be processed before resist film formation;
A storage unit in which the correlation between optical properties, exposure amount, and line width of the resist pattern, which are obtained in advance, is stored;
The exposure amount is calculated for each region based on the optical properties measured by the optical measurement unit, the target value of the line width of the resist pattern, and the correlation of the storage unit, and the exposure based on the calculated exposure amount A control unit for controlling the exposure amount of the apparatus;
It is provided with.
前記装置において例えば、被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する反り測定ユニットをさらに備え、前記制御部は、測定された反り量に基づいて各露光領域における前記露光装置の露光量を補正する露光補正量を演算し、当該露光補正量と、演算された前記露光量と基づいて、各露光領域の露光量を制御する。 The apparatus further includes, for example, a warp measurement unit that measures a warp amount of each measurement region of the substrate to be processed, and the control unit calculates an exposure amount of the exposure apparatus in each exposure region based on the measured warp amount. An exposure correction amount to be corrected is calculated, and the exposure amount of each exposure region is controlled based on the exposure correction amount and the calculated exposure amount.
本発明の塗布、現像方法は、 露光された後の被処理基板を、複数のヒータにより複数の加熱領域を夫々独立して加熱制御できる熱板を用いてレジストパターンを形成する塗布、現像方法において、
被処理基板の前記各加熱領域に対応した領域に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する工程と、
前記光学的性質測定後に下地膜の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
レジスト膜が形成された被処理基板を露光する工程と、
被処理基板の下地膜に光を照射して得られる光学的性質と前記ヒータの加熱温度とレジストパターンの線幅との相関関係について予め取得したデータと、前記工程で測定された被処理基板の光学的性質と、レジストパターンの線幅の目標値とに基づいて、各加熱領域毎に加熱温度を演算する工程と、
演算された加熱温度に基づいて各加熱領域を加熱制御する工程と、
加熱された被処理基板を現像する工程と、
を備えたことを特徴とする。
The coating and developing method of the present invention is a coating and developing method in which a resist pattern is formed using a hot plate capable of independently heating and controlling a plurality of heating regions by a plurality of heaters after being exposed. ,
Irradiating the region corresponding to each heating region of the substrate to be processed with light, and measuring the optical properties of each region;
A step of forming a resist film by applying a resist solution to the surface of the base film after the optical property measurement;
Exposing a substrate to be processed on which a resist film is formed;
Data acquired in advance regarding the correlation between the optical properties obtained by irradiating the base film of the substrate to be processed, the heating temperature of the heater and the line width of the resist pattern, and the substrate to be processed measured in the step A step of calculating the heating temperature for each heating region based on the optical properties and the target value of the line width of the resist pattern;
A step of controlling heating of each heating region based on the calculated heating temperature;
Developing a heated substrate to be processed;
It is provided with.
この方法においては例えば被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する工程と、
測定された反り量に基づいて、演算された加熱温度を補正する補正温度を演算する工程と、をさらに含み、
被処理基板を加熱する工程は、前記加熱温度及び補正温度に基づいて行われる。
In this method, for example, a step of measuring the amount of warpage of each measurement region of the substrate to be processed,
A step of calculating a correction temperature for correcting the calculated heating temperature based on the measured amount of warpage,
The step of heating the substrate to be processed is performed based on the heating temperature and the correction temperature.
本発明のレジストパターンの形成方法は、
被処理基板の下地膜の面内における複数の領域の各々に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する工程と、
前記光学的性質測定後に下地膜の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
被処理基板の下地膜に光を照射して得られる光学的性質と、露光装置の露光量と、レジストパターンの線幅との相関関係について予め取得したデータと、
前記工程で測定された被処理基板の光学的性質と、レジストパターンの線幅の目標値とに基づいて、各領域毎の露光量を演算する工程と、
演算された露光量に対応する露光量で被処理基板を露光する工程と、
露光処理された基板を加熱する工程と、
加熱された被処理基板を現像する工程と、
を備えたことを特徴とする。
The method for forming a resist pattern according to the present invention includes:
Irradiating each of a plurality of regions within the surface of the base film of the substrate to be processed to measure the optical properties of each region;
A step of forming a resist film by applying a resist solution to the surface of the base film after the optical property measurement;
Data acquired in advance about the correlation between the optical properties obtained by irradiating light to the underlayer of the substrate to be processed, the exposure amount of the exposure apparatus, and the line width of the resist pattern,
A step of calculating an exposure amount for each region based on the optical properties of the substrate to be processed measured in the step and a target value of the line width of the resist pattern;
Exposing the substrate to be processed with an exposure amount corresponding to the calculated exposure amount;
Heating the exposed substrate; and
Developing a heated substrate to be processed;
It is provided with.
この方法においては例えば、被処理基板の前記各測定領域の反り量を測定する工程と、
測定された反り量に基づいて、演算された露光量を補正する露光補正量を演算する工程と、をさらに含み、
被処理基板を露光する工程は、前記露光量及び露光補正量に基づいて行われ、
In this method, for example, a step of measuring the amount of warpage of each measurement region of the substrate to be processed;
A step of calculating an exposure correction amount for correcting the calculated exposure amount based on the measured amount of warpage, and
The step of exposing the substrate to be processed is performed based on the exposure amount and the exposure correction amount,
本発明の記憶媒体は、例えば基板の表面に下地膜が形成された被処理基板にレジスト液を塗布してレジストパターンを形成するための装置に使用され、
コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、既述のレジストパターンの形成方法または塗布、現像方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする。
The storage medium of the present invention is used, for example, in an apparatus for forming a resist pattern by applying a resist solution to a substrate to be processed having a base film formed on the surface of the substrate.
A storage medium storing a computer program that runs on a computer,
The computer program is characterized in that steps are set so as to implement the resist pattern forming method or the coating and developing method described above.
本発明の塗布、現像装置は、複数の加熱領域に区画され、各加熱領域毎に露光後、現像前の被処理基板を加熱するヒータを備えた加熱ユニットと、レジスト膜形成前の被処理基板の下地膜の面内及び被処理基板間において前記加熱領域に対応する複数の測定領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、予め求められた、光学的性質と熱板の温度とレジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部とを備えており、制御手段が、前記光学測定ユニットにより測定された光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて、各加熱領域毎に熱板の各加熱領域の温度を制御する。このような構成とすることで被処理基板の面内における下地膜の光学的性質のばらつきにより、前記測定領域毎にレジストパターンの線幅がばらつくことを抑えることができるため、被処理基板の面内及び被処理基板間におけるレジストパターンの線幅を精度高く制御することができる。従って被処理基板から製造される製品の歩留まりの低下を抑えることができる。 The coating and developing apparatus according to the present invention is divided into a plurality of heating regions, and a heating unit including a heater for heating the substrate to be processed before development after exposure for each heating region, and the substrate to be processed before forming a resist film An optical measurement unit for measuring the optical properties of a plurality of measurement regions corresponding to the heating region within the surface of the base film and between the substrates to be processed, the optical properties obtained in advance, the temperature of the hot plate, and the resist pattern And a storage unit in which a correlation with the line width is stored, and the control means has optical properties measured by the optical measurement unit, a target value of the line width of the resist pattern, and a correlation between the storage units. Based on the above, the temperature of each heating region of the hot plate is controlled for each heating region. By adopting such a configuration, it is possible to suppress variations in the line width of the resist pattern for each measurement region due to variations in the optical properties of the base film within the surface of the substrate to be processed. The line width of the resist pattern between the inside and the substrate to be processed can be controlled with high accuracy. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the yield of products manufactured from the substrate to be processed.
また本発明のレジストパターン形成装置は、既述の光学測定ユニット及び加熱ユニットを備え、予め求められた、光学的性質と、熱板の温度と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部を備えた制御部が、前記光学測定ユニットにより測定された光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各加熱領域毎に熱板の各加熱領域の温度を制御するため、既述の本発明の塗布、現像装置と同様に、光学的性質の測定領域毎にレジストパターンの線幅がばらつくことを抑えることができるため、被処理基板の面内及び被処理基板間におけるレジストパターンの線幅を精度高く制御することができる。 The resist pattern forming apparatus of the present invention includes the above-described optical measurement unit and heating unit, and stores correlations between optical properties, hot plate temperature, and resist pattern line width, which are obtained in advance. A control unit having a storage unit is provided for each heating region for each heating region based on the optical properties measured by the optical measurement unit, the target value of the line width of the resist pattern, and the correlation of the storage unit. In order to control the temperature of the region, it is possible to suppress variation in the line width of the resist pattern for each measurement region of the optical property, as in the above-described coating and developing apparatus of the present invention. The line width of the resist pattern between the inside and the substrate to be processed can be controlled with high accuracy.
最初にこの実施の形態の概要を説明する。この実施の形態は、例えばシリコン基板上に下地膜が形成された被処理基板について、下地膜上にレジスト膜が形成される前に下地膜の面内の各所定領域の光学的性質として屈折率を測定し、またその各領域の被処理基板の反り量を測定する。そして形成されるレジストパターンの寸法が目標値となるように、露光後、現像前のウエハWについて、測定された各領域の屈折率及びウエハWの反り量に基づいて、各領域ごとに加熱温度を制御しようとするものである。 First, an outline of this embodiment will be described. In this embodiment, for example, for a substrate to be processed on which a base film is formed on a silicon substrate, the refractive index is determined as an optical property of each predetermined region in the surface of the base film before the resist film is formed on the base film. And the amount of warpage of the substrate to be processed in each region is measured. Then, for the wafer W after exposure and before development, the heating temperature for each region is measured based on the measured refractive index of each region and the amount of warpage of the wafer W so that the dimension of the resist pattern to be formed becomes a target value. Is trying to control.
本発明の実施の形態に係る塗布、現像装置に露光装置を接続したレジストパターン形成装置について説明する。図1、図2は夫々前記塗布、現像装置の概略平面図、全体斜視図である。図中B1は塗布、現像装置のキャリアブロックであり、被処理基板例えばウエハWが例えば13枚密閉収納されたキャリアC1を搬入出するための載置部10aを備えたキャリアステーション10と、このキャリアステーション10から見て前方の壁面に設けられる開閉部21と、開閉部21を介してキャリアC1からウエハWを取り出すための受け渡し手段A1とが設けられている。
A resist pattern forming apparatus in which an exposure apparatus is connected to a coating and developing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. 1 and 2 are a schematic plan view and an overall perspective view of the coating and developing apparatus, respectively. In the figure, B1 is a carrier block of the coating and developing apparatus, and a
なおキャリアC1に収納されて塗布、現像装置に搬入されるウエハWは、例えば平坦で均一なシリコン基板(ベアシリコン)上にSiO(酸化シリコン)、SiN(窒化シリコン)などからなる多数の膜が積層された構造になっており、この塗布、現像装置において成膜されるレジスト膜と、シリコン基板との間におけるこれらの各種の膜や塗布、現像装置において成膜される反射防止膜を合わせて下地膜と称する。 The wafer W accommodated in the carrier C1 and carried into the coating and developing apparatus has, for example, a number of films made of SiO (silicon oxide), SiN (silicon nitride), etc. on a flat and uniform silicon substrate (bare silicon). The resist film formed in this coating / developing apparatus and the various anti-reflection films formed in the coating / developing apparatus are combined with the silicon substrate. This is called a base film.
キャリアブロックB1の奥側には筐体21にて周囲を囲まれる処理ブロックB2が接続されており、この処理ブロックB2には手前側から順に多段化した加熱・冷却系のユニットを含む棚ユニットU1,U2,U3及び液処理ユニットU4,U5の各ユニット間のウエハWの受け渡しを行う主搬送手段A2,A3とが交互に配列して設けられている。また主搬送手段A2,A3は、キャリアブロックB1から見て前後方向に配置される棚ユニットU1,U2,U3側に一面部と、後述する例えば右側の液処理ユニットU4,U5側の一面側と、左側の一面側をなす背面部とで構成される区画壁23により囲まれる空間内に置かれている。また図中24,25は各ユニットで用いられる処理液の温度調節装置や温湿度調節用のダクト等を備えた温湿度調節ユニットである。
A processing block B2 surrounded by a
液処理ユニットU4は、例えば図2に示すようにレジスト液や反射防止膜を形成するための薬液などを収納する薬液収納部の上に反射防止膜形成用の塗布ユニット(BARC)(以下「反射防止膜形成ユニット(BARC)」という)26が2段、レジスト膜形成用の塗布ユニット(COT)(以下「レジスト塗布ユニット(COT)」という)27が3段、上から下に向かってこの順に積層されて構成されている。液処理ユニットU5は、現像液などを収納する薬液収納部の上に、現像ユニット(DEV)が5段に積層されて構成されている。反射防止膜形成ユニット26、レジスト塗布ユニット27、現像ユニット28は反射防止膜形成用の薬液、レジスト液、現像液を夫々ウエハW表面に供給するノズルを備えている。
For example, as shown in FIG. 2, the liquid processing unit U4 has a coating unit (BARC) for forming an antireflection film (hereinafter referred to as “reflection”) on a chemical solution storage portion for storing a resist solution or a chemical solution for forming an antireflection film. "Prevention film forming unit (BARC)") 26 in two stages, resist film forming coating unit (COT) (hereinafter referred to as "resist coating unit (COT)") 27 in three stages, in this order from top to bottom It is configured by stacking. The liquid processing unit U5 is configured by developing units (DEV) being stacked in five stages on a chemical solution storage unit that stores a developer and the like. The antireflection
既述の棚ユニットU1,U2,U3は、液処理ユニットU4,U5にて行われる処理の前処理及び後処理を行うための各種ユニットを複数段に積層した構成とされており、レジスト液を塗布する前にウエハW表面全体に疎水化処理を行う疎水化処理ユニット、PABと呼ばれるレジスト塗布後のウエハWを加熱(ベーク)する加熱ユニット、背景技術の欄で説明したPEBを行う加熱ユニット4、現像後のウエハWを加熱するPOSTと呼ばれる加熱ユニット及びウエハWを冷却する冷却ユニット等を含んでいる。PEBを行う加熱ユニット4の構成は後述する。
The above-described shelf units U1, U2, and U3 are configured by laminating various units for performing pre-processing and post-processing of the processing performed in the liquid processing units U4 and U5 in a plurality of stages. Hydrophobic treatment unit that performs hydrophobic treatment on the entire surface of the wafer W before coating, a heating unit called PAB for heating (baking) the resist-coated wafer W, and a
また棚ユニットU1には、キャリアブロックB1と処理ブロックB2との間でウエハWを受け渡すための受け渡しステージ(TRS)が、棚ユニットU3には、処理ブロックB2とインターフェイスブロックB3との間でウエハWの受け渡しを行うための受け渡しステージ(TRS)が夫々含まれている。なお、例えば棚ユニットU1とU2との間には主搬送機構A2がアクセスできる位置に反射防止膜が形成されたウエハWが搬入され、下地膜の光学的性質として屈折率を測定する光学的測定ユニットである屈折率測定ユニット5が設けられている。屈折率測定ユニット5については後述する。
The shelf unit U1 has a delivery stage (TRS) for delivering the wafer W between the carrier block B1 and the processing block B2. The shelf unit U3 has a wafer stage between the processing block B2 and the interface block B3. A delivery stage (TRS) for delivering W is included. For example, an optical measurement in which a wafer W on which an antireflection film is formed is loaded between the shelf units U1 and U2 at a position accessible by the main transfer mechanism A2, and the refractive index is measured as an optical property of the base film. A refractive
処理ブロックB2における棚ユニットU3の奥側には、インターフェイスブロックB3を介して露光装置B4が接続されている。図3も参照しながらインターフェイスブロックB3の構成について説明する。インターフェイスブロックB3は、処理ブロックB2と露光装置B4との間に前後に設けられる第1の搬送室3A、第2の搬送室3Bにより構成されており、夫々に搬送手段31A、搬送手段31Bが設けられている。第1の搬送室3AにはウエハWの反りを測定する反り測定ユニット6、搬送手段31Aと搬送手段31Bとの間でウエハWを受け渡すための受け渡しステージTRS32、露光するウエハWを温調する高精度温調ユニット33及び搬送状況に応じてウエハWを一時的に退避させるバッファカセット34が設けられている。
An exposure apparatus B4 is connected to the back side of the shelf unit U3 in the processing block B2 via the interface block B3. The configuration of the interface block B3 will be described with reference to FIG. The interface block B3 is composed of a
また露光装置B4にはインターフェイス部B3の搬送手段31Bとの間で受け渡しを行うステージ35,36が設けられ、ステージ35には露光処理前のウエハWが、ステージ36には露光処理後のウエハWが夫々載置される。
Further, the exposure apparatus B4 is provided with
続いて棚ユニットU1〜U3に設けられた、PEBを行う加熱ユニット4の構成について図4を参照しながら説明する。図4(a),(b)は夫々加熱ユニット4の横断平面図、縦断側面図である。加熱ユニット4は筺体41を備え、筺体41内のステージ42上には円形の熱板43及び冷却プレート44が設けられている。冷却プレート44は図中左右方向に移動し、載置されたウエハを冷却する。筺体41の側壁にはシャッタ45により開閉自在な搬送口46が設けられ、搬送口46を介して筺体41内に進入した主搬送手段A2,A3と冷却プレート44との間でウエハWが受け渡される。図中47,48は昇降自在な3本のピン(図では2本のみ記載)であり、ピン47は冷却プレート44と主搬送手段A2,A3との間で、ピン48は冷却プレート47と熱板43との間で夫々ウエハWの受け渡しを行う。図中46aは冷却プレート44に設けられた、ピン47,48が通過するためのスリット、43aは熱板43に設けられた、ピン48が通過するための孔である。
Next, the configuration of the
図5は熱板43の上面図であり、熱板43は例えば中央の円板状の領域R1と、領域R1を囲み、領域R1の周囲を周方向に等分割された、扇状の領域R2〜R5とに区画され、各領域R1〜R5には各領域の形状に対応するヒータ40a〜40eが埋め込まれている。各ヒータ40a〜40eは、コントローラ49を介して後述の制御部7に接続されている。制御部7から送信された制御信号を受けてコントローラ49が、ヒータ40a〜40eに各々独立して電力を供給し、ヒータ40a〜40eが夫々所定の温度に制御されることにより、図6に示すように熱板43に載置されたウエハWにおいて熱板43の領域R1〜R5に夫々対応する、鎖線で示した各領域P1〜P5が、ヒータ40a〜40eの温度に対応する温度に夫々加熱される。
FIG. 5 is a top view of the
続いて図7を用いて屈折率測定ユニット5について説明する。屈折率測定ユニット5は、筺体51を備え、筺体51内にはウエハWを載置するためのステージ52が設けられており、ステージ52は主搬送手段A2,A3と筺体51の側壁に設けられた搬送口53を介してウエハWの受け渡しを行う。ステージ52の下方には当該ステージ52を鉛直軸周りに回転させる回転駆動部54が設けられ、回転駆動部54はXY駆動部55上に設けられており、XY駆動部55は回転駆動部54と共にステージ52を紙面の表裏方向及び左右方向に移動させる。
Next, the refractive
ステージ52の上方には当該ステージ52に載置されたウエハWに光を照射する光照射部56が設けられており、光照射部56は例えばレーザー光源56a、偏光子56b、補正板56cなどを備えている。またステージ52上には光照射部56からウエハWの下地膜に照射され、下地膜から反射した光を受光する受光部57が設けられている。受光部57は検光子57a、光検出器57bなどを備えている。
Above the
制御部7によりXYステージ55、回転駆動部54及び光照射部56の動作が制御され、例えばウエハWの面内の各領域P1〜P5に光照射部56が順次、光を照射する。受光部57は、照射された光の反射光を検出し、その検出した反射光に対応する制御信号を制御部7に送信し、制御部7は、その制御信号に基づき反射光の位相、振幅などを検出することによりウエハWの各領域P1〜P5における下地膜の屈折率を演算する。
The operation of the
次に反り測定ユニット6について説明する。図8(a)は反り測定ユニット6の縦断正面図であり、この図に示すように反り測定ユニット6は筺体61を備え、筺体61内にはウエハWを載置する円形のステージ62が設けられている。ステージ62表面にはウエハWの裏面を支持する複数のピン63が設けられている。
Next, the
図8(b)は筺体61内の各部の構成を示した斜視図である。図中64はステージ62を厚さ方向に貫く孔であり、搬送手段31Aが筺体61の側壁に設けられた搬送口65を介して筺体61内に進入し、ウエハWをステージ62に載置する際にステージ62とウエハWとの間にエアが溜まり、ウエハWがステージ62上をすべることを防ぐ役割を有する。ステージ62の周縁部には搬送手段31Aの形状に対応するように切欠き62aが設けられている。ステージ62は、その下部に設けられた駆動機構66を介して鉛直軸周りに回転自在、昇降自在に構成されている。
FIG. 8B is a perspective view showing the configuration of each part in the
ステージ62の中心部上方、周縁部上方には夫々支持部材67に支持された状態でレーザー変位計68,69が設けられている。例えばステージ32が回転する間にこれらのレーザー変位計68,69はステージ62に載置されたウエハWの中央部、周縁部にレーザーを照射すると共にその反射光を受光して、当該レーザー変位計68,69からウエハWの中央部、周縁部までの距離を夫々測定し、測定された距離に対応する制御信号を制御部7に送信する。制御部7は送信された制御信号に基づき、ウエハWの各領域P1〜P5の反り量を夫々演算する。
続いて制御部7の構成について図9を参照しながら説明する。制御部7はデータバス71を備え、データバス71には各種の演算を行うCPU72及びプログラム格納部73が接続されている。プログラム格納部73には後述するような塗布、現像装置の作用、つまり各加熱ユニット及び冷却ユニットにおけるウエハWの温度調節、ウエハWへの各膜の成膜処理、各ユニット間におけるウエハWの受け渡し、下地膜の屈折率やウエハWの反りの測定などが実施されるように命令が組まれた例えばソフトウエアからなるプログラム74が格納される。
Next, the configuration of the control unit 7 will be described with reference to FIG. The control unit 7 includes a data bus 71, and a
プログラム74がプログラム格納部73に格納され、制御部7に読み出されることにより、当該制御部7は塗布、現像装置の各部に制御信号を送信し、この塗布、現像装置の作用を制御する。なおこのプログラム74は、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部73に格納される。
When the
また、データバス71には記憶部75が接続されている。この記憶部には、レジストパターンの寸法(CD)と屈折率との相関関係76、ヒータの温度とCDとの相関関係及び反り量とヒータの温度補正量との相関関係77が記憶されており、さらにレジストパターンの寸法(CD)の目標値が、例えば外部の入力手段から入力され、先に入力した目標値に上書きされて記憶されるようになっている。なお、相関関係76,77は例えば熱板43の中央のヒータ40aについての関係を示したものであり、図示はしていないが例えば他のヒータ40b〜40eについても相関関係76,77に類似した、これらとは微妙に異なる相関関係が記憶されている。
A
レジストパターンの寸法(CD)と屈折率との相関関係76は、例えば図10(a)に示すグラフとして記憶されており、このグラフ中の直線k1は、下地膜を設けたウエハWについてヒータ40aの温度をCDの目標値に対応する温度に設定して、一連のレジストパターン形成工程を行い、各下地膜の屈折率と形成されたCDとの関係とを図に示すようにプロットしたものに基づいて作成されたものである。なお、前記CDの測定は、例えば塗布、現像装置の外部に設けられた線幅測定ユニットを用いて行っている。
The
またヒータ40aの温度とCDとの相関関係77は、例えば図10(b)に示すグラフとして記憶されている。このグラフ中の直線k2は、例えばシリコン基板に均一にレジストを塗布したウエハについて、ヒータ40aの温度を変化させてPEBを行い、レジストパターンを形成することで得られた図中のプロットに基づいて作成されたものである。このようにシリコン基板上にレジストパターンを直接形成することで、下地膜の影響を受けずに形成されるCDと、加熱温度との相関関係を求めている。
The
つまり図10(b)のグラフは、下地膜のばらつきがない場合のヒータ40a温度と形成されるパターンの線幅との関係を示したものであり、図10(a)のグラフは下地膜のばらつきが発生したときのCDの変動を補償しようとするものである。従って実際にCDの目標値を決めたときに、その目標値を得るには図10(b)よりこの目標CDに対応する加熱温度を選択すればよく、屈折率の変化に対応する分だけその温度を補正すればよい。特許請求の範囲における加熱温度は、その選択した加熱温度に温度補正分、後述の言葉でいうオフセット予定量を加えた温度である。
That is, the graph of FIG. 10B shows the relationship between the temperature of the
グラフ76,77に示すようにパターンのCDは屈折率及びヒータの温度に依存しており、例えば直線X、Yの関係式を夫々f、gとし、また屈折率をx、CDをy、ヒータ温度をzとして夫々表すと、図10(a)からはy=f(x)、図10(b)からはz=g(y)=g[f(x)]という関係式として表すことができる。新たなレジストパターンの寸法の目標値が入力され、その目標値が記憶部75に記憶されると、制御部7はその関係式より、その目標値に対応する屈折率の基準値及び各ヒータ40a〜40eの加熱温度の基準値を演算する。なお既述のようにヒータ毎に異なるCDと、そのヒータの温度と、屈折率との相関関係が記憶されているため各ヒータの基準値は、ヒータ毎に微妙に異なっている。
As shown in the
ヒータ40aの加熱温度の基準値、そのヒータ40aの基準値に対応する屈折率の基準値を夫々α、βで表すものとし、例えばウエハWの各領域P1において既述のように実際に測定された屈折率がその基準値αからΔαだけずれていたとすると、制御部7は、各領域ごとにその屈折率のずれΔαに対する加熱温度のオフセット予定量としてg[f(Δα)]を演算する。
The reference value of the heating temperature of the
またウエハWの各領域P1において既述のように反りが検出された場合、制御部7は、この反り量と、記憶部7に記憶された反り量とヒータ40の補正温度との相関関係から前記屈折率のずれに基づいて演算されたオフセット予定量g[f(Δα)]を補正するための補正温度を演算する。反り量をγ、この反り量γから演算された補正温度をh(γ)で夫々表すものとすると、制御部7は、例えば前記加熱温度の基準値βに対してg[f(Δα)]+h(γ)のオフセットをかけてヒータ40aを夫々加熱することにより、ウエハWの加熱(PEB)処理を行う。なお領域P1において反りが検出されない場合には、オフセット予定量であるg[f(Δα)]が、オフセットとして前記基準値βにかけられる。なおヒータ40aについて説明してきたが、他のヒータ40b〜40eについてもこのヒータ40aと同様に演算が行われ、オフセットが設定される。
When warpage is detected in each region P1 of the wafer W as described above, the control unit 7 determines the amount of warpage and the correlation between the warpage amount stored in the storage unit 7 and the correction temperature of the heater 40. A correction temperature for correcting the estimated offset amount g [f (Δα)] calculated based on the refractive index shift is calculated. Assuming that the amount of warpage is represented by γ and the correction temperature calculated from the amount of warpage γ is represented by h (γ), the control unit 7 is g [f (Δα)] with respect to the reference value β of the heating temperature, for example. By heating each of the
続いて、上述の塗布、現像装置の作用について図11を参照しながら説明する。図11はウエハW表面に下地膜を形成してから現像処理を行うまでの工程を示したフローチャートである。先ずレジストパターンの寸法の目標値をオペレータが入力する。入力され、記憶部75に記憶された前記目標値に基づいて制御部7がそれに対応する屈折率の基準値及び加熱ユニット4の各ヒータ40a〜40eの加熱温度の基準値を演算する。
Next, the operation of the above coating and developing apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing steps from the formation of a base film on the surface of the wafer W to the development process. First, the operator inputs a target value for the dimension of the resist pattern. Based on the target value input and stored in the
続いて外部からウエハWの収納されたキャリアC1が搬入され、載置台10aに載置されると、開閉部11が開くと共にキャリアC1の蓋体が外されて受け渡し手段A1によりウエハWが取り出される。そしてウエハWは棚ユニットU1の一段をなす受け渡しステージ(TRS)を介して主搬送手段A2へと受け渡される。
Subsequently, when the carrier C1 in which the wafer W is stored is loaded from the outside and placed on the mounting table 10a, the opening / closing
主搬送手段A2はウエハWを反射防止膜形成ユニット26に搬送し、このユニット26においてウエハWの表面全体に材料供給ノズルから反射防止膜の原料が塗布され、その後ウエハWは主搬送手段A2により棚ユニットU1〜U3の一の棚を構成する加熱ユニットに搬送され、加熱処理を受けて反射防止膜が形成される(ステップS1)。
The main transfer means A2 transfers the wafer W to the antireflection
然る後ウエハWは、主搬送手段A2→棚ユニットU1〜U3の一の棚を構成する冷却ユニット→棚ユニットU1〜U3の一の棚を構成する疎水化処理ユニット→棚ユニットU1〜U3の一の棚を構成する冷却ユニット→主搬送手段A2の順に搬送された後、前記主搬送手段A2により屈折率測定ユニット5に搬入され、そのステージ52に載置される。
After that, the wafer W is transferred to the main transfer means A2 → the cooling unit constituting one shelf of the shelf units U1 to U3 → the hydrophobic treatment unit constituting one shelf of the shelf units U1 to U3 → the shelf units U1 to U3. After being transported in the order of the cooling unit constituting the one shelf → the main transporting means A2, the main transporting means A2 carries it into the refractive
ウエハWを載置したステージ52は回転駆動部54及びXY駆動部55を介して、所定の位置に移動し、光照射部56が例えば先ずウエハWの面内の領域P1の下地膜に光を照射して、受光部57が下地膜から反射した光を受光すると、制御部7がその受光した反射光に基づき領域P1の下地膜の屈折率を演算する。その後、回転駆動部54及びXY駆動部55を介して順次ウエハWは所定の位置に移動し、領域P1の屈折率を測定した場合と同様に、光照射部56がウエハWの領域P2,P3,P4,P5に光を照射し、制御部7が反射光に基づいてこれらの各領域の屈折率を夫々演算する(ステップS2)。
The
ウエハWの各領域P1〜P5の屈折率が測定された後、ウエハWは主搬送手段A2を介してレジスト塗布ユニット(COT)27に搬送され、反射防止膜の表面にレジスト液が塗布される(ステップS3)。レジスト液の乾燥後、ウエハWは、主搬送手段A2(A3)により棚ユニットU1〜U3の一の加熱ユニットに搬送され、所定の温度で加熱され(PAB)、レジスト膜が成膜される(ステップS4)。 After the refractive indexes of the regions P1 to P5 of the wafer W are measured, the wafer W is transferred to the resist coating unit (COT) 27 via the main transfer means A2, and a resist solution is applied to the surface of the antireflection film. (Step S3). After drying the resist solution, the wafer W is transferred to one heating unit of the shelf units U1 to U3 by the main transfer means A2 (A3), heated at a predetermined temperature (PAB), and a resist film is formed ( Step S4).
レジスト膜が成膜された後、ウエハWは主搬送手段A2(A3)→棚ユニットU1〜U3の冷却ユニット→主搬送手段A3→棚ユニットU3の受け渡しユニット(TRS)→インターフェイスブロックB3の搬送手段31Aの順に搬送され、搬送手段31Aにより反り測定ユニット6に搬送され、ステージ62に載置される。然る後、レーザー変位計68,69からレーザーがウエハWの中心部、及び周縁部に照射されると共にステージ62が回転し、これらレーザー変位計68,69がウエハWからの反射光を受光して、制御部7がその反射光に基づいてウエハWの各領域P1〜P5の反り量を夫々演算する(ステップS5)。
After the resist film is formed, the wafer W is transferred from the main transfer means A2 (A3) → the cooling unit of the shelf units U1 to U3 → the main transfer means A3 → the transfer unit (TRS) of the shelf unit U3 → the transfer means of the interface block B3. 31A is conveyed to the
反り量の測定を終えたウエハWは搬送手段31Aによりバッファカセット34に一時退避された後、搬送手段31A→高精度温調ユニット33→搬送手段31A→受け渡しステージTRS32→搬送手段31B→露光装置S4のステージ35に受け渡され、その後、露光装置S4により露光処理を受ける(ステップS6)。
After the measurement of the warpage amount, the wafer W is temporarily retracted to the
露光処理を受けたウエハWはステージ36に載置され、その後、搬送手段31B→受け渡しステージTRS32→搬送手段31A→処理ブロックB2の棚ユニットU3の受け渡しステージ→主搬送手段A3の順に搬送され、主搬送手段A3は、棚ユニットU1〜U3の一の棚を構成する加熱ユニット4の冷却プレート44にウエハWを受け渡す。
The wafer W that has undergone the exposure process is placed on the stage 36, and then transferred in the order of transfer means 31B → transfer stage TRS32 → transfer means 31A → transfer stage of the shelf unit U3 of the processing block B2 → main transfer means A3. The transfer means A3 delivers the wafer W to the
例えばこのとき、制御部7は、ウエハWの領域P1において測定された屈折率(α1とする)と、先にレジストパターンの寸法(CD)の目標値に基づき演算した屈折率の基準値(α)と、記憶部75に記憶されたCDと屈折率との相関関係76及び記憶部75に記憶された加熱ユニット4のヒータ40の温度とCDとの相関関係77に基づいて、屈折率のずれα−α1(前記Δα)に対応するヒータ40aのオフセット予定量(Δβとして表す)を演算する。
For example, at this time, the control unit 7 calculates the refractive index reference value (α) based on the refractive index (α1) measured in the region P1 of the wafer W and the target value of the dimension (CD) of the resist pattern previously. ) And the
図12を用いてこのオフセット予定量が演算される様子を具体的に説明する。制御部7は、図12(a)に示すように屈折率測定ユニット5から取り込んだ屈折率α1について、相関関係77のグラフの直線k1から、そのα1に対応するCDの値(CD1とする)を求める。続いて制御部7は、このCD1を図12(b)のグラフの横軸にプロットし、プロットした横軸の値に対応する縦軸の値β1を読み出す。さらに制御部7は演算式(β−β1)を実行し、その演算値Δβを求め、このΔβをβに対するオフセット予定量として決定する。
The manner in which the estimated offset amount is calculated will be specifically described with reference to FIG. As shown in FIG. 12A, the control unit 7 determines the value of CD corresponding to α1 from the straight line k1 in the graph of the
また制御部7は、ウエハWの各領域P1において測定された反り量及び記憶部75に記憶された反り量と温度補正量との相関関係から前記オフセット予定量を補正する補正温度量を演算し、この補正温度量、前記オフセット予定量及び先にCDの目標値から演算された加熱温度の基準値に基づいてウエハWの各領域P1に対応するヒータ40aの加熱温度を演算し、決定する。他のヒータ40b〜40eの加熱温度もヒータ40aと同様に演算して決定する。これにより制御部7はこの演算された加熱温度を設定温度として、コントローラ49に出力し、コントローラ49は、この設定温度と各加熱領域に設けた図示しない温度検出部の温度検出値とに基づいて各ヒータの供給電力を制御し、こうして温度制御が行われる。
Further, the control unit 7 calculates a correction temperature amount for correcting the estimated offset amount from the correlation between the warpage amount measured in each region P1 of the wafer W and the warpage amount stored in the
制御部7によりヒータ40a〜40eが夫々設定温度に昇温すると、冷却プレート44から熱板43にウエハWが受け渡され、ウエハWの各領域P1〜P5が加熱されて、PEB処理が行われる(ステップS7)。
When the
PEB処理を受けたウエハWは冷却プレート44に受け渡され、冷却された後、主搬送手段A3により現像ユニット28に搬送され、その表面に現像液が供給されることにより、レジスト膜の現像液に対して可溶解性の部位が溶解され所定のレジストパターンがレジスト膜に形成される(ステップS8)。然る後、ウエハWは主搬送手段A3→POSTを行う棚ユニットU1〜U3の一の棚の加熱ユニット→主搬送手段A3→棚ユニットU1〜U3の一の棚の冷却ユニット→主搬送手段A2→棚ユニットU1の受け渡しステージ→受け渡し手段A1の順に搬送され前記受け渡し手段A1により載置台20a上の元のキャリアC1へと戻される。
The wafer W that has been subjected to the PEB process is transferred to the
上述の塗布、現像装置は、レジスト膜形成前のウエハWの下地膜における面内の各領域P1〜P5の光学的性質である屈折率を測定する屈折率測定ユニット5と、前記領域P1〜P5に対応する各領域R1〜R5毎に独立して、露光後、現像前のウエハWを加熱し、PEB処理を行うヒータ40a〜40eが設けられた熱板43を備えた加熱ユニット4と、を備えており、予め求められた屈折率と、各ヒータの温度と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部75を備えた制御部7が、前記屈折率測定ユニット5により測定された屈折率、レジストパターンの線幅の目標値及び記憶部75の前記相関関係に基づいて各ヒータ40a〜40eの温度を制御し、熱板43の各加熱領域R1〜R5の温度を制御する。このような構成とすることでウエハWの面内の各領域P1〜P5において下地膜の光学的性質のばらつきにより、レジストパターンの寸法が各領域P1〜P5間でばらつくことを抑えることができるため、ウエハWの面内におけるレジストパターンの寸法を精度高く制御することができる。従ってウエハWから製造される半導体製品の歩留まりの低下を抑えることができる。
The coating and developing apparatus described above includes the refractive
また上記塗布、現像装置においてはウエハWの面内の各領域P1〜P5について反り量を測定し、各反り量に基づいてPEBの際にウエハWの各領域P1〜P5を加熱する温度を補正しているため、各領域P1〜P5間のレジストパターンの寸法のばらつきをより抑えることができる。 In the coating and developing apparatus, the amount of warpage is measured for each of the regions P1 to P5 in the surface of the wafer W, and the temperature at which the regions P1 to P5 of the wafer W are heated during PEB is corrected based on the amount of warpage. As a result, variations in the dimensions of the resist pattern between the regions P1 to P5 can be further suppressed.
ウエハWの屈折率の測定及びそれに対応する加熱温度の設定は同一ロット内のすべてのウエハW毎に行ってもよく、あるいはロットの先頭のウエハWに対して行なった後、同じロット内の後続のウエハWについては屈折率の測定を行わず、その各領域P1〜P5を先頭のウエハWについて設定された各加熱温度で加熱処理をするように設定してもよい。このようにロットの先頭のウエハについてのみ屈折率の測定及び加熱温度の設定を行うか、あるいは後続のウエハWについてあらためて屈折率の測定及び加熱温度を設定するかは、例えばロットの先頭のウエハWの各領域の屈折率について閾値(許容範囲)を設定し、制御部7が、測定された屈折率についてその許容範囲に収まっていると判定した場合は、後続のウエハWについては新たに温度設定を行わず、許容範囲を超えたと判定した場合は後続のウエハWについても夫々加熱温度の設定を行うように構成してもよい。このような構成とすることにより、すべてのウエハについて屈折率を測定する場合に比べてスループットを向上させることができる。 The measurement of the refractive index of the wafer W and the setting of the corresponding heating temperature may be performed for every wafer W in the same lot, or after the first wafer W of the lot, the subsequent in the same lot. For the first wafer W, the refractive index may not be measured, and the respective regions P1 to P5 may be set to be heated at the respective heating temperatures set for the leading wafer W. In this way, whether the refractive index is measured and the heating temperature is set only for the leading wafer of the lot, or the refractive index is measured and the heating temperature is set again for the subsequent wafer W, for example, the leading wafer W of the lot. When a threshold value (allowable range) is set for the refractive index of each of the regions, and the control unit 7 determines that the measured refractive index is within the allowable range, a new temperature setting is set for the subsequent wafer W. If it is determined that the allowable range is exceeded, the heating temperature may be set for each subsequent wafer W. By adopting such a configuration, the throughput can be improved as compared with the case where the refractive index is measured for all the wafers.
また屈折率を測定するタイミングとしてはレジスト膜を形成する以前であれば既述の実施形態のタイミングに限られず、例えば反射防止膜を形成する前であってもよい。従って上記の塗布、現像装置に搬入される前の下地膜の光学的性質を検出するステーションから当該塗布、現像装置に、そのステーションで検出した光学的性質が送信されるように構成し、その送信された光学的性質のデータを基に加熱ユニット4の加熱量が調整されるようにしてもよい。
The timing of measuring the refractive index is not limited to the timing of the above-described embodiment as long as it is before the formation of the resist film, and may be before the formation of the antireflection film, for example. Accordingly, the optical property detected at the station is transmitted from the station for detecting the optical property of the base film before being carried into the coating and developing device to the coating and developing device, and the transmission is performed. The heating amount of the
次に本発明のレジストパターン形成装置の一実施形態について説明する。このレジストパターン形成装置は、既述の実施形態の塗布、現像装置を備えたレジストパターン形成装置と略同様に構成されており、図13はその制御部8の構成を示している。図13中、既述の実施形態の塗布、現像装置と同様の構成を有する各部については既述の実施形態で用いた符号と同じ符号を付している。露光装置B5は、既述の実施形態の露光装置B4と略同様に構成されているが、ウエハWの領域P1〜P5毎に露光量を変更して露光処理を行うことができるように構成されている。また図示は省略しているがこのレジストパターン形成装置に設けられるPEBを行う加熱ユニットは、既述の加熱ユニット4と略同様に構成されている。しかしその加熱ユニットは、制御部7により演算された屈折率及び反り量に基づいてオフセットをかけて加熱処理を行うものではないという点で加熱ユニット4と異なっている。
Next, an embodiment of the resist pattern forming apparatus of the present invention will be described. This resist pattern forming apparatus is configured in substantially the same manner as the resist pattern forming apparatus provided with the coating and developing apparatus of the above-described embodiment, and FIG. 13 shows the configuration of the control unit 8. In FIG. 13, each part having the same configuration as the coating and developing apparatus of the above-described embodiment is denoted by the same reference numeral as that used in the above-described embodiment. The exposure apparatus B5 is configured in substantially the same manner as the exposure apparatus B4 in the above-described embodiment, but is configured to be able to perform exposure processing by changing the exposure amount for each of the regions P1 to P5 of the wafer W. ing. Although not shown, the heating unit for performing PEB provided in the resist pattern forming apparatus is configured in substantially the same manner as the
制御部8は記憶部81を備えており、この記憶部81の記憶部75と異なる点を挙げると、例えば加熱ユニット4のヒータ40の温度とCDとの相関関係の代わりに露光量とCDとの相関関係が、反り量と温度補正量との相関関係の代わりに反り量と露光補正量との相関関係が夫々記憶されている。またCDの目標値が記憶部81に入力されると、制御部8は、記憶部81に記憶されたCDと屈折率との相関関係及び露光量とCDとの相関関係に基づいてそのCDの目標値に対応する露光量の基準値及び屈折率の基準値を演算する。
The control unit 8 includes a
次にこのレジストパターン形成装置の処理の流れについて図14を参照しながら説明する。先ずウエハWが搬入される前にCDの目標値が入力され、その目標値に対応する露光量の基準値及び屈折率の基準値を演算される。その後ウエハWが当該装置に搬入されると、塗布、現像装置のステップS1〜S5と同様のステップT1〜T5に従って一連の処理が進行する。ステップT5終了後、制御部8は、屈折率測定ユニット5を用いて演算したウエハWのP1〜P5における各屈折率、記憶部81に記憶されたCDと屈折率との相関関係及び露光量とCDとの相関関係に基づいて、屈折率のずれに基づいた露光量のオフセット予定量を演算すると共に反り測定ユニット6を用いて各領域P1〜P5の反り量に基づいた前記オフセット予定量を補正する露光補正量を演算して、さらにこのオフセット予定量と露光補正量とに基づいて、領域P1〜P5毎に露光量を決定する。
Next, the processing flow of this resist pattern forming apparatus will be described with reference to FIG. First, a target value of CD is input before the wafer W is loaded, and a reference value of exposure amount and a reference value of refractive index corresponding to the target value are calculated. After that, when the wafer W is carried into the apparatus, a series of processes proceeds according to steps T1 to T5 similar to steps S1 to S5 of the coating and developing apparatus. After step T5, the control unit 8 calculates the refractive indexes of the wafers P1 to P5 calculated using the refractive
然る後、ウエハWが露光装置B5に搬入されると、当該露光装置B5は、決定された露光量に基づいて各領域P1〜P5を夫々露光する(ステップT6)。露光後、ウエハWは、既述の実施形態の経路と同様の経路で搬送され、加熱ユニットにおいて加熱(PEB)処理を受け(ステップT7)、その後、現像処理を受ける(ステップT8)。 Thereafter, when the wafer W is loaded into the exposure apparatus B5, the exposure apparatus B5 exposes each of the regions P1 to P5 based on the determined exposure amount (step T6). After the exposure, the wafer W is transported through a path similar to the path of the above-described embodiment, undergoes a heating (PEB) process in the heating unit (step T7), and thereafter undergoes a development process (step T8).
このレジストパターン形成装置によれば、ウエハWの面内における各領域P1〜P5の光学的性質に基づいて露光量が制御されるため、既述の実施形態の塗布、現像装置と同様に下地膜の光学的性質のばらつきによる各領域P1〜P5間におけるレジストパターンの寸法のばらつきを抑えることができ、従って歩留まりの低下を抑えることができる。さらに各領域P1〜P5の反り量に基づいて露光量を制御しているため、よりレジストパターンの寸法のばらつきを抑えることができる。 According to this resist pattern forming apparatus, since the exposure amount is controlled based on the optical properties of the regions P1 to P5 in the plane of the wafer W, the base film is the same as the coating and developing apparatus of the above-described embodiment. The variation in the dimension of the resist pattern between the regions P1 to P5 due to the variation in the optical properties can be suppressed, and thus the yield can be suppressed from decreasing. Furthermore, since the exposure amount is controlled based on the amount of warpage of each of the regions P1 to P5, variations in resist pattern dimensions can be further suppressed.
なお上記の塗布、現像装置及びレジストパターン形成装置の実施形態としては下地膜の光学的性質として屈折率を演算し、その屈折率に基づいてPEBの加熱温度のオフセット及び露光量のオフセットを演算しているが、屈折率の他に下地膜に光を照射して得られる、光学的性質である反射率、消衰係数に基づいてこれらのオフセットを演算するように構成してもよい。また前記反射率、屈折率あるいは消衰係数から下地膜の膜厚を演算する膜厚測定ユニットを塗布、現像装置に設け、この膜厚測定装置により測定された領域P1〜P5の膜厚に基づいて前記各領域の加熱温度及び露光量にオフセットがかけられるような構成であってもよい。前記膜厚測定ユニットとしては、膜厚と屈折率とを同時に測定するようなものを用い、その測定された膜厚、屈折率いずれかに基づいて制御部がPEBの過熱温度あるいは露光量を制御するような構成であってもよい。 In the embodiment of the coating, developing apparatus and resist pattern forming apparatus, the refractive index is calculated as the optical property of the base film, and the heating temperature offset and the exposure amount offset are calculated based on the refractive index. However, these offsets may be calculated based on the reflectance and extinction coefficient, which are optical properties obtained by irradiating the base film with light in addition to the refractive index. Further, a film thickness measuring unit for calculating the film thickness of the base film from the reflectance, refractive index or extinction coefficient is provided in the coating and developing apparatus, and based on the film thicknesses of the regions P1 to P5 measured by the film thickness measuring apparatus. In other words, an offset may be applied to the heating temperature and exposure amount of each region. As the film thickness measurement unit, one that measures the film thickness and the refractive index at the same time is used, and the control unit controls the superheat temperature or exposure amount of the PEB based on either the measured film thickness or refractive index. Such a configuration may be adopted.
なお上記の実施形態においてウエハWの反りの測定を行うタイミングとしては、レジスト膜形成後、露光前に限られず、屈折率に基づきPEBの加熱温度にオフセットをかける場合は、そのPEBの前であればよく、また露光量によりオフセットをかける場合は露光を行う前であればよい。従って下地膜の屈折率を測定する前に反りの測定を行ってもよく、塗布、現像装置にウエハWを搬入する前に測定するような構成であってもよい。また反り測定ユニット6は例えば処理ブロックB2の棚ユニットU1〜U3に配置してもよい。
In the above embodiment, the timing of measuring the warpage of the wafer W is not limited to the time after the resist film is formed and before the exposure. If the heating temperature of the PEB is offset based on the refractive index, the timing before the PEB may be used. What is necessary is just to be before exposure, when offset is applied according to the exposure amount. Therefore, the warpage may be measured before measuring the refractive index of the underlying film, or the measurement may be performed before the wafer W is carried into the coating and developing apparatus. Moreover, you may arrange | position the
図15に示した塗布、現像装置は、図1に示した塗布、現像装置と略同様に構成されたものであり、反り測定ユニット6の配置を変更した一例である。この塗布、現像装置においては図に示すように反り測定ユニット6が、棚ユニットU2と棚ユニットU3との間における、主搬送手段A3がアクセスできる位置(主搬送手段A3の背面)に設けられている。なお反り測定ユニット6は、主搬送手段A2の背面に設けてもよく、その場合例えば屈折率測定ユニット5に積層するように設けられる。なお屈折率測定ユニット5が主搬送手段A3の背面に設けられ、反り測定ユニット6が主搬送手段A2の背面に設けられるような構成としてもよい。
The coating and developing apparatus shown in FIG. 15 is configured in substantially the same manner as the coating and developing apparatus shown in FIG. 1, and is an example in which the arrangement of the
図1の塗布、現像装置においては、例えばCDを測定するユニットが塗布、現像装置の外部に設けられ、その測定ユニットにより既述の直線k1のようなウエハWに形成されたCDと下地膜の屈折率との相関関係を求めているが、例えば図16に示すようにCDを測定するユニットが塗布、現像装置内(インライン)に設けられるように構成し、その測定ユニットにより前記相関関係が求められる構成であってもよい。 In the coating / developing apparatus shown in FIG. 1, for example, a unit for measuring CD is provided outside the coating / developing apparatus, and the CD and base film formed on the wafer W like the straight line k1 described above by the measuring unit. The correlation with the refractive index is obtained. For example, as shown in FIG. 16, a unit for measuring CD is provided in the coating and developing apparatus (inline), and the correlation is obtained by the measurement unit. It may be a configuration.
この図16の塗布、現像装置のキャリアブロックB1と処理ブロックB2との間には検査・測定ブロックB6が設けられており、検査・測定ブロックB6の中央には搬送手段91が設けられている。図17を参照しながら検査・測定ブロックB6の構成について説明する。搬送手段91の左右両側には棚ユニットU6,U7が夫々設けられており、棚ユニットU6は、例えばウエハWの表面の状態を検査する表面検査ユニット92、線幅測定ユニット93が、下からこの順に積層されて構成されている。
An inspection / measurement block B6 is provided between the carrier block B1 and the processing block B2 of the coating / developing apparatus in FIG. 16, and a conveying
線幅測定ユニット93は、現像されることによりレジスト膜に形成されたレジストパターンに光を照射し、その反射光に基づいてパターンの線幅を測定する。棚ユニットU7は、例えば現像処理後のウエハWの各膜厚を測定する膜厚測定ユニット94、反り測定ユニット6、屈折率測定ユニット5が下からこの順に積層されて構成されている。
The line
搬送手段91は例えばウエハWを保持する2枚のピンセットを備えており、棚ユニットU6,U7の各ユニット、棚ユニットU1の受け渡しステージTRSにアクセスでき、且つ受け渡し手段A1との間でウエハWを受け渡すことができるように構成されている。なおピンセットの枚数は3枚以上でもよく、ウエハWの搬送に支障のない数が選択される。
The
この塗布、現像装置においては先ず、例えば各領域P1〜P5について夫々光学的性質が異なるように構成された複数枚のテスト用ウエハWがこの塗布、現像装置に搬入され、これらのテスト用ウエハWについて一連の処理が行われて、レジストパターンが形成される工程中で測定された下地膜の屈折率と、インラインで測定されたパターンの線幅とに基づいて制御部が前記相関関係を決定し、その決定された相関関係が、記憶部に記憶されるように構成されている。このように相関関係が決定されることを除いて、この塗布、現像装置の制御部は、既述の実施形態の制御部7と略同様に構成されている。 In this coating and developing apparatus, first, for example, a plurality of test wafers W configured to have different optical properties in each of the regions P1 to P5 are carried into the coating and developing apparatus, and these test wafers W are loaded. The controller determines the correlation based on the refractive index of the base film measured during the process of forming the resist pattern and the line width of the pattern measured inline. The determined correlation is stored in the storage unit. Except that the correlation is determined in this way, the control unit of the coating and developing apparatus is configured in substantially the same manner as the control unit 7 of the above-described embodiment.
テスト用ウエハWが受け渡される経路について簡単に説明する。塗布、現像装置に搬入されたテスト用ウエハWは、受け渡し手段A1→搬送手段91→屈折率測定ユニット5→搬送手段91の順に受け渡された後、処理ブロックB2に搬入され、既述の塗布、現像装置と同様に反射防止膜、レジスト膜が形成される。続いてテスト用ウエハWは、露光処理を受けた後、各ヒータ40a〜40eがCDの目標値に対応する温度に設定された状態でPEB処理を受け、さらに現像処理を受けた後、再び搬送手段91に受け渡される。テスト用ウエハWは、線幅測定ユニット93→搬送手段91→受け渡し手段A1の順に搬送され、キャリアブロックB1に戻される。
A route through which the test wafer W is delivered will be briefly described. The test wafer W carried into the coating / developing apparatus is delivered in the order of delivery means A1 → conveying means 91 → refractive
すべてのテスト用ウエハWについてこのような搬送が終わると、制御部が線幅測定ユニット93、屈折率測定ユニット5から夫々測定された線幅、屈折率に基づいてウエハWの各領域P1〜P5ごとに既述の実施形態のグラフの直線k1に相当する、屈折率とCDとの相関関係を演算し、決定する。
When such a transfer is completed for all the test wafers W, the control unit controls each of the regions P1 to P5 of the wafer W based on the line width and refractive index measured from the line
前記相関関係が決定された後、塗布、現像装置には製品用の既述のウエハWが搬入され、そのウエハWは、受け渡し手段A1→搬送手段91→屈折率測定ユニット5→搬送手段91→反り測定ユニット6→搬送手段91の順に搬送された後、処理ブロックB2に受け渡され、既述のテスト用ウエハWと同様に各種膜の形成処理、露光処理を受ける。その後、既述の実施形態と同様に、予め記憶部に記憶されたCDの目標値、ヒータの温度とCDとの相関関係及びテスト用ウエハの測定により記憶された屈折率とCDとの相関関係に基づいてウエハWの各領域P1〜P5ごとにオフセットをかけた状態でPEB処理が行われる。
After the correlation is determined, the above-described wafer W for the product is loaded into the coating and developing apparatus, and the wafer W is transferred from the transfer means A1 → the transfer means 91 → the refractive
PEB後のウエハWは現像処理を受け、例えばその中の一部のウエハWについてはテスト用ウエハWと同様にキャリアブロックB1に戻されるが、他の一部のウエハWについては、搬送手段91→表面検査ユニット92→搬送手段91→膜厚測定ユニット94に搬送され、ウエハWに形成された各種の膜厚及びウエハWの表面状態を検査された後、キャリアブロックB1に戻される。
After the PEB, the wafer W is subjected to development processing. For example, some of the wafers W are returned to the carrier block B1 in the same manner as the test wafer W. →
この図16の塗布、現像装置は、各種の検査ユニットや測定装置が検査・測定ブロックB6に集約して設けられているため、この検査・測定ブロックB6の各ユニットにおけるメンテナンスの利便性の向上を図ることができる。また上記実施形態においては、例えば一連のパターン形成処理を受け、処理ブロックB2からキャリアブロックB1のキャリアCに戻されたウエハWについて受け渡し手段A1及び搬送手段91を介して再び、検査・測定ブロックB6に搬送し、各種検査を行ってもよい。その場合、処理ブロックB2、インターフェイスブロックB3内の各ユニット間を後続のウエハWが受け渡されていても、このブロックB2,B3の搬送の影響が、受け渡し手段A1、搬送手段91へ及ぶことは抑えられる、つまりブロックB1,B6間とブロックB2,B3間で同時に所定のウエハWの搬送を行うことができるので、スループットの低下を抑えることができる利点がある。なお処理ブロックB2の電源を落とした状態で検査・測定ブロックB6及びキャリアブロックB1だけを稼動させて各種ブロックB6内の各種ユニットへウエハWを搬送し、検査を行うようにしてもよく、その場合は塗布、現像装置のすべてのブロックに電源を入れる場合に比べて電力を節約できる。 The coating / developing apparatus shown in FIG. 16 is provided with various inspection units and measuring devices in an integrated manner in the inspection / measurement block B6. Therefore, the convenience of maintenance in each unit of the inspection / measurement block B6 is improved. Can be planned. In the above-described embodiment, for example, the wafer W returned to the carrier C of the carrier block B1 from the processing block B2 after receiving a series of pattern formation processes is again returned to the inspection / measurement block B6 via the transfer means A1 and the transfer means 91. It is possible to carry out various inspections. In that case, even if the subsequent wafer W is transferred between the units in the processing block B2 and the interface block B3, the transfer effect of the blocks B2 and B3 does not reach the transfer means A1 and the transfer means 91. In other words, since a predetermined wafer W can be transferred simultaneously between the blocks B1 and B6 and between the blocks B2 and B3, there is an advantage that a decrease in throughput can be suppressed. It should be noted that only the inspection / measurement block B6 and the carrier block B1 may be operated while the processing block B2 is turned off, and the wafer W may be transferred to various units in the various blocks B6 for inspection. Can save power compared to turning on the power to all blocks of the coating and developing apparatus.
なお既述のようにロットの先頭のウエハWについてのみ、屈折率の測定及びその屈折率に基づいたヒータの温度の設定を行い、後続のロット内のウエハWをその設定された、同じ温度で加熱してもよいが、例えばロット内において定期的に所定の複数枚のウエハを抜き取り、その抜き取った各ウエハWに対して屈折率を測定する、いわゆる抜き取り検査を実施し、その抜き取り検査を行う度にその検査結果に基づいてヒータ40a〜40eの温度を設定するようにしてもよい。
As described above, only the first wafer W of the lot is measured for the refractive index and the heater temperature is set based on the refractive index, and the wafer W in the subsequent lot is set at the same set temperature. Although heating may be performed, for example, a predetermined plurality of wafers are periodically extracted in a lot, and a refractive index is measured on each of the extracted wafers W, so-called sampling inspection is performed, and the sampling inspection is performed. You may make it set the temperature of
W 半導体ウエハ
4 加熱ユニット
40a〜40e ヒータ
43 熱板
5 屈折率測定ユニット
6 反り測定ユニット
7 制御部
74 記憶部
Claims (11)
複数のヒータにより複数の加熱領域を夫々独立して加熱制御できる熱板を備え、前記熱板により露光後、現像前の被処理基板を加熱する加熱ユニットと、
レジスト液を塗布する前の被処理基板の前記各加熱領域に対応した領域に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、
予め求められた、被処理基板の下地膜の光学的性質と、ヒータの加熱温度と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部と、
前記光学測定ユニットにより測定された被処理基板の下地膜の光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各加熱領域毎に前記ヒータの加熱温度を演算し、演算された加熱温度に基づいて熱板の各加熱領域の温度を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする塗布、現像装置。 In a coating and developing apparatus for applying a resist solution to a substrate to be processed having a base film formed on the surface of the substrate and developing the substrate to be processed after exposure to form a resist pattern,
A heating unit capable of independently controlling heating of a plurality of heating regions by a plurality of heaters, a heating unit for heating a substrate to be processed before development after exposure by the heating plate;
An optical measurement unit that measures the optical properties of each region by irradiating light to the region corresponding to each heating region of the substrate to be processed before applying the resist solution;
A storage unit that stores the correlation between the optical properties of the base film of the substrate to be processed, the heating temperature of the heater, and the line width of the resist pattern, which are obtained in advance,
The heating temperature of the heater is calculated for each heating region based on the optical property of the base film of the substrate to be processed measured by the optical measurement unit, the target value of the line width of the resist pattern, and the correlation of the storage unit. Control means for controlling the temperature of each heating region of the hot plate based on the calculated heating temperature;
A coating and developing apparatus comprising:
被処理基板の面内を複数に区画した各領域毎に露光量を設定できる露光装置と、
レジスト膜形成前の被処理基板の前記複数の領域に対応した領域内に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する光学測定ユニットと、
予め求められた、光学的性質と、露光量と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶された記憶部と、
前記光学測定ユニットにより測定された光学的性質、レジストパターンの線幅の目標値及び前記記憶部の相関関係に基づいて各領域毎に露光量を演算し、演算された露光量に基づいて前記露光装置の露光量を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするレジストパターン装置。 Resist pattern forming apparatus for applying a resist solution to a substrate to be processed having a base film formed on the surface of the substrate, then exposing the substrate to be processed, and further developing the substrate to be processed after the exposure to form a resist pattern In
An exposure apparatus capable of setting an exposure amount for each area obtained by dividing the surface of the substrate to be processed into a plurality of areas;
An optical measurement unit that measures the optical properties of each region by irradiating light into regions corresponding to the plurality of regions of the substrate to be processed before resist film formation;
A storage unit in which the correlation between optical properties, exposure amount, and line width of the resist pattern, which are obtained in advance, is stored;
The exposure amount is calculated for each region based on the optical properties measured by the optical measurement unit, the target value of the line width of the resist pattern, and the correlation of the storage unit, and the exposure based on the calculated exposure amount A control unit for controlling the exposure amount of the apparatus;
A resist pattern apparatus comprising:
被処理基板の前記各加熱領域に対応した領域に光を照射して、各領域の光学的性質を測定する工程と、
前記光学的性質測定後に下地膜の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
レジスト膜が形成された被処理基板を露光する工程と、
被処理基板の下地膜に光を照射して得られる光学的性質と前記ヒータの加熱温度とレジストパターンの線幅との相関関係について予め取得したデータと、前記工程で測定された被処理基板の光学的性質と、レジストパターンの線幅の目標値とに基づいて、各加熱領域毎に加熱温度を演算する工程と、
演算された加熱温度に基づいて各加熱領域を加熱制御する工程と、
加熱された被処理基板を現像する工程と、
を備えたことを特徴とするレジストパターンの形成方法。 In a coating and developing method for forming a resist pattern using a hot plate that can independently heat control a plurality of heating regions by a plurality of heaters, after the substrate to be exposed is exposed,
Irradiating the region corresponding to each heating region of the substrate to be processed with light, and measuring the optical properties of each region;
A step of forming a resist film by applying a resist solution to the surface of the base film after the optical property measurement;
Exposing a substrate to be processed on which a resist film is formed;
Data acquired in advance regarding the correlation between the optical properties obtained by irradiating the base film of the substrate to be processed, the heating temperature of the heater and the line width of the resist pattern, and the substrate to be processed measured in the step A step of calculating the heating temperature for each heating region based on the optical properties and the target value of the line width of the resist pattern;
A step of controlling heating of each heating region based on the calculated heating temperature;
Developing a heated substrate to be processed;
A method of forming a resist pattern, comprising:
測定された反り量に基づいて、演算された加熱温度を補正する補正温度を演算する工程と、をさらに含み、
被処理基板を加熱する工程は、前記加熱温度及び補正温度に基づいて行われることを特徴とする請求項7記載のレジストパターンの形成方法。 Measuring the amount of warpage of each measurement region of the substrate to be processed;
A step of calculating a correction temperature for correcting the calculated heating temperature based on the measured amount of warpage,
8. The method of forming a resist pattern according to claim 7, wherein the step of heating the substrate to be processed is performed based on the heating temperature and the correction temperature.
前記光学的性質測定後に下地膜の表面にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成する工程と、
被処理基板の下地膜に光を照射して得られる光学的性質と、露光装置の露光量と、レジストパターンの線幅との相関関係について予め取得したデータと、
前記工程で測定された被処理基板の光学的性質と、レジストパターンの線幅の目標値とに基づいて、各領域毎の露光量を演算する工程と、
演算された露光量に対応する露光量で被処理基板を露光する工程と、
露光処理された基板を加熱する工程と、
加熱された被処理基板を現像する工程と、
を備えたことを特徴とする、レジストパターンの形成方法。 Irradiating each of a plurality of regions within the surface of the base film of the substrate to be processed to measure the optical properties of each region;
A step of forming a resist film by applying a resist solution to the surface of the base film after the optical property measurement;
Data acquired in advance about the correlation between the optical properties obtained by irradiating light to the underlayer of the substrate to be processed, the exposure amount of the exposure apparatus, and the line width of the resist pattern,
A step of calculating an exposure amount for each region based on the optical properties of the substrate to be processed measured in the step and a target value of the line width of the resist pattern;
Exposing the substrate to be processed with an exposure amount corresponding to the calculated exposure amount;
Heating the exposed substrate; and
Developing a heated substrate to be processed;
A method for forming a resist pattern, comprising:
測定された反り量に基づいて、演算された露光量を補正する露光補正量を演算する工程と、をさらに含み、
被処理基板を露光する工程は、前記露光量及び露光補正量に基づいて行われることを特徴とする請求項9記載のレジストパターンの形成方法。 Measuring the amount of warpage of each measurement region of the substrate to be processed;
A step of calculating an exposure correction amount for correcting the calculated exposure amount based on the measured amount of warpage, and
10. The method of forming a resist pattern according to claim 9, wherein the step of exposing the substrate to be processed is performed based on the exposure amount and the exposure correction amount.
コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項7ないし10のいずれか一に記載の塗布、現像方法あるいはレジストパターンの形成方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
Used in an apparatus for forming a resist pattern by applying a resist solution to a substrate to be processed having a base film formed on the surface of the substrate,
A storage medium storing a computer program that runs on a computer,
A storage medium characterized in that the computer program includes steps so as to implement the coating, developing method or resist pattern forming method according to any one of claims 7 to 10.
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