JP2008124291A - 基板処理方法及び基板処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】デバイスの微細化に伴うリソグラフィ工程のスループットの低下防止及びコストの低廉化を図ると共に、微細化におけるパターニング寸法精度の向上を図れるようにすること。
【解決手段】基板処理システムによって半導体ウエハＷに、少なくともレジスト塗布処理（ＣＯＴ），露光処理（ＥＸＰ），露光後の加熱処理（ＰＥＢ）及び現像処理（ＤＥＶ）等のリソグラフィ処理を施して所定のパターンを形成するリソグラフィ工程と、現像処理後のパターンをマスクとするエッチング（ＥＴ）工程と、パターンの線幅を測定する測定工程と、を有し、測定工程で測定された測定情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光補正，露光後の加熱処理における温度補正及び／又はエッチング工程におけるエッチング補正を行う。
【選択図】 図６

Description

この発明は、例えば半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等の基板にリソグラフィ処理を施す基板処理方法及び基板処理システムに関するものである。

一般に、半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハやＬＣＤガラス基板等の基板の上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の薄膜や電極パターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術が利用されている。このフォトリソグラフィ技術においては、基板にフォトレジスト（以下にレジストという）を塗布し、これにより形成されたレジスト膜を所定の回路パターンに応じて露光し、この露光パターンを現像処理することによりレジスト膜に所望の回路パターンを形成する、一連のリソグラフィ工程によって行われている。

このような処理は、一般に基板にレジスト液を塗布して処理するレジスト塗布処理ユニット、レジスト塗布処理終了後の基板や露光処理後の基板を加熱処理する加熱処理ユニット、露光処理後の基板に現像液を供給して現像処理する現像処理ユニット等が複数備えられた塗布・現像処理システムによって行われている。

ところで、近年ではデバイスパターンの微細化の要請が高まっている。微細化の方法の一つとして、リソグラフィ工程を複数回用いるいわゆるマルチパターニング技術が検討されている。このマルチパターニング技術においては、複数回のリソグラフィ工程の他に、レジストの形成微細加工を行うエッチング処理が必要となり、また、リソグラフィ処理を行う複数の処理装置とエッチング装置への基板の搬送形態の簡略化が重要である。

従来、リソグラフィ処理を行う複数の処理装置やエッチング装置に基板を搬送して、リソグラフィ処理やエッチング処理を施す装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の技術においては、リソグラフィ工程を繰り返し行うことができるように構成されている。

また、複数の処理装置に基板を搬送する搬送ラインと、基板を搬送する他の搬送ラインとを使い分けて実施する基板の搬送方法（装置）が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−６６２６５号公報（特許請求の範囲、図１） 特開２００３−２８２６６９号公報（特許請求の範囲、図４）

しかしながら、前者すなわち特開平７−６６２６５号公報に記載の技術においては、リソグラフィ工程を繰り返し行うことができるので、基板にマルチパターンを形成することは可能であるが、この特開平７−６６２６５号公報に記載の装置においては、リソグラフィ工程の処理装置とエッチング装置が別個に形成されているため、装置台数の増加や装置の大型化を招く懸念がある。また、基板の搬送工程の増加に伴いスループットの低下やコストアップの問題がある。

これに対して、後者すなわち特開２００３−２８２６６９号公報に記載の技術によれば必要に応じて搬送ラインの使い分けができるので、前者に比べてスループットの低下を防ぐことができるが、これにおいても複数の処理装置が搬送ラインに沿って配置されているので、搬送ラインと各処理装置間の基板の受け渡しが必要となり、工程の増加に伴ってスループットの低下やコストアップの問題がある。

更には、上記特開平７−６６２６５号公報及び特開２００３−２８２６６９号公報に記載の技術においては、いずれもマルチパターニング技術には言及されておらず、微細化におけるパターニング寸法の精度については課題が残されている。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、デバイスの微細化に伴うリソグラフィ工程のスループットの低下防止及びコストの低廉化を図ると共に、微細化におけるパターニング寸法精度の向上を図れるようにした基板処理方法及び基板処理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基板処理システムによって被処理基板に、少なくともレジスト塗布処理，露光処理，露光後の加熱処理及び現像処理等のリソグラフィ処理を施して所定のパターンを形成するリソグラフィ工程と、 上記現像処理後のパターンをマスクとするエッチング工程と、 上記パターンの線幅を測定する測定工程と、を有し、 上記測定工程で測定された測定情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光補正，露光後の加熱処理における温度補正及び／又はエッチング工程におけるエッチング補正を行う、ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板処理方法において、上記２回目以降のリソグラフィ工程によって形成されるパターンを先のリソグラフィ工程によって形成されたパターンの間に形成する、ことを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の基板処理方法を具現化するもので、被処理基板に、少なくともレジスト塗布処理，露光処理，露光後の加熱処理及び現像処理等のリソグラフィ処理を施して所定のパターンを形成する基板処理システムであって、 上記現像処理後の被処理基板に形成されたパターンをマスクとしてエッチング処理を行うエッチング装置と、 上記パターンの線幅を測定する測定装置と、 上記測定装置によって測定された情報を記憶し、該記憶された情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光補正，露光後の加熱処理における温度補正及び／又はエッチング処理におけるエッチング補正を行う制御手段と、を具備することを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の基板処理方法を具現化するもので、被処理基板の搬入・搬出部と、 レジスト塗布装置，現像装置及び加熱装置を有する塗布・現像処理部と、 上記塗布・現像処理部と露光装置との間に配置され、塗布・現像処理部と露光装置間で被処理基板の受け渡しを司るインターフェース部と、 現像処理後の被処理基板に形成されたパターンをマスクとしてエッチング処理を行うエッチング装置を有するエッチング処理部と、 上記被処理基板に形成されたパターンの線幅を測定する測定装置を有する測定部と、 上記測定装置によって測定された情報を記憶し、該記憶された情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光補正，露光後の加熱処理における温度補正及び／又はエッチング処理におけるエッチング補正を行う制御手段と、を具備することを特徴とする。

請求項４記載の基板処理システムにおいて、上記測定部とエッチング処理部は、上記搬入・搬出部と塗布・現像処理部との間に配置される方が好ましく、更に好ましくは、測定部とエッチング処理部を並列に配置し、かつ、エッチング処理部を塗布・現像処理部側に配置し、測定部を搬入・搬出部側に配置する方がよい（請求項５）。

また、請求項４又は５記載の基板処理システムにおいて、上記エッチング装置をドライエッチング装置にて構成すると共に、エッチング処理部を構成する筐体に、電磁波を遮断可能なシールドを施す方が好ましい（請求項６）。

請求項１，３，４記載の発明によれば、被処理基板にレジスト塗布処理，露光処理，露光後の加熱処理及び現像処理等のリソグラフィ処理を施して所定のパターンを形成するリソグラフィ処理と、現像処理後のパターンをマスクとするエッチング処理とを、複数回行って、被処理基板にマルチパターンを形成することができる。また、パターンの線幅の測定情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光補正，露光後の加熱処理における温度補正及び／又はエッチング工程におけるエッチング補正を行うことができる。

また、請求項２記載の発明によれば、２回目以降のリソグラフィ工程によって形成されるパターンを先のリソグラフィ工程によって形成されたパターンの間に形成することで、１回のリソグラフィ工程では不可能なパターンの微細化を図ることができる。

また、請求項５記載の発明によれば、測定部とエッチング処理部を搬入・搬出部と塗布・現像処理部との間に配置し、かつ、測定部とエッチング処理部を並列に配置し、かつ、エッチング処理部を塗布・現像処理部側に配置し、測定部を搬入・搬出部側に配置することにより、リソグラフィ工程とエッチング工程を一つのシステムに集約することができると共に、リソグラフィ工程とエッチング工程を連続して行うことができる。また、測定部を搬入・搬出部側に配置することで、測定のみを行う被処理基板を搬入・搬出部から測定部内に搬入して短時間で測定することができる。

また、請求項６記載の発明によれば、ドライエッチング装置を有するエッチング処理部を構成する筐体に、電磁波を遮断可能なシールドを施すことにより、電磁波による影響を抑制することができる。

以上に説明したように、この発明の基板処理方法及び基板処理システムは、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。

（１）請求項１，３，４記載の発明によれば、リソグラフィ処理とエッチング処理とを複数回行って、被処理基板にマルチパターンを形成することができ、また、パターンの線幅の測定情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光補正，露光後の加熱処理における温度補正及び／又はエッチング工程におけるエッチング補正を行うことができるので、デバイスの微細化のために増加するリソグラフィ工程及びエッチング工程を集約してスループットの低下防止及びコストの低廉化を図ると共に、微細化におけるパターニング寸法精度の向上を図ることができる。

（２）請求項２記載の発明によれば、１回のリソグラフィ工程では不可能なパターンの微細化を図ることができるので、更にパターンの微細化を図ることができる。

（３）請求項５記載の発明によれば、リソグラフィ工程とエッチング工程を一つのシステムに集約することができると共に、リソグラフィ工程とエッチング工程を連続して行うことができるので、上記（１），（２）に加えて、更にスループットの向上及びコストの低廉化を図ることができる。また、測定部を搬入・搬出部側に配置することで、測定のみを行う被処理基板を搬入・搬出部から測定部内に搬入して短時間で測定することができる。

（４）請求項６記載の発明によれば、ドライエッチング装置を有するエッチング処理部を構成する筐体に、電磁波を遮断可能なシールドを施すことにより、電磁波による影響を抑制することができるので、上記（１）〜（３）に加えて、更に装置における電磁波の弊害を防止し、装置の安定性、安全性等を維持することができる。

以下に、この発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、この発明に係る基板処理システムを半導体ウエハのレジスト塗布・現像処理システムに適用した場合について説明する。

図１は、上記レジスト塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図、図２は、同概略斜視図、図３は、同概略正面図、図４は、同概略背面図である。

上記レジスト塗布・現像処理システムは、被処理基板である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）が例えば２５枚密閉収容されたキャリア２０を搬入出するための搬入・搬出部であるキャリアブロックＳ１と、複数個例えば４個の単位ブロックＢ１〜Ｂ４を縦に配列して構成された塗布・現像処理部である塗布・現像処理ブロックＳ２（以下に処理ブロックＳ２という）と、インターフェース部であるインターフェースブロックＳ３と、露光装置Ｓ４と、を具備すると共に、キャリアブロックＳ１と処理ブロックＳ２との間に配置され、処理ブロックＳ２側に配置されるエッチング処理部であるエッチングブロックＳ５と、キャリアブロックＳ１側に配置される測定部である測定ブロックＳ６と、を具備している。

上記キャリアブロックＳ１には、複数個（例えば４個）のキャリア２０を載置可能な載置台２１と、この載置台２１から見て前方の壁面に設けられる開閉部２２と、開閉部２２を介してキャリア２０からウエハＷを取り出すためのトランスファーアームＢとが設けられている。このトランスファーアームＢは、測定ブロックＳ６に設けられた受渡しステージＴＲＳ４との間でウエハＷの受け渡しを行うように、水平のＸ，Ｙ方向及び鉛直のＺ方向に移動自在、並びに鉛直軸回りに回転自在に移動自在に構成されている。

キャリアブロックＳ１の奥側には測定ブロックＳ６，エッチングブロックＳ５を介して接続され、筐体７０にて周囲を囲まれる処理ブロックＳ２が接続されている。処理ブロックＳ２は、この例では、下方側から、レジスト液や現像液等の薬液容器類を収納する第１の単位ブロック（ＣＨＭ）Ｂ１、現像処理を行うための第２の単位ブロック（ＤＥＶ層）Ｂ２、２段のレジスト液の塗布処理を行うための塗布膜形成用単位ブロック及び洗浄処理を行う洗浄単位ブロックである第３，第４の単位ブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３，Ｂ４として割り当てられている。なお、この場合、塗布膜形成用単位ブロックの一つ例えば第３の単位ブロック（ＣＯＴ層）Ｂ３を、レジスト膜の下層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための単位ブロック（ＢＣＴ層）としてもよい。また、更に第４の単位ブロック（ＣＯＴ層）Ｂ４の上段に、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の形成処理を行うための反射防止膜形成用単位ブロックを設けるようにしてもよい。

第１〜第４の単位ブロックＢ１〜Ｂ４は、前面側に配設され、ウエハＷに対して薬液を塗布するための液処理ユニットと、背面側に配設され、上記液処理ユニットにて行なわれる処理の前処理及び後処理を行なうための各種の加熱ユニット等の処理ユニットと、前面側に配設される上記液処理ユニットと背面側に配設される加熱ユニット等の処理ユニットとの間、具体的には下段に現像処理部を配置し、上段にレジスト処理部を配置した液処理ユニットと加熱ユニット等の処理ユニットとの間でウエハＷの受け渡しを行うための専用の基板搬送手段であるメインアームＡ１，Ａ２とを備えている。

これら単位ブロックＢ１〜Ｂ４は、この例では、各単位ブロックＢ１〜Ｂ４の間で、上記液処理ユニットと、加熱ユニット等の処理ユニットと、搬送手段との配置レイアウトが同じに形成されている。ここで、配置レイアウトが同じであるとは、各処理ユニットにおけるウエハＷを載置する中心つまり液処理ユニットにおけるウエハＷの保持手段であるスピンチャックの中心や、加熱ユニットにおける加熱プレートや冷却プレートの中心が同じという意味である。

上記ＤＥＶ層Ｂ２は、図１に示すように、ＤＥＶ層Ｂ２のほぼ中央には、ＤＥＶ層Ｂ２の長さ方向（図中Ｙ方向）に、キャリアブロックＳ１側のエッチングブロックＳ５とインターフェースブロックＳ３とを接続するためのウエハＷの搬送領域Ｒ１（メインアームＡ１の水平移動領域）が形成されている。また、ＣＯＴ層Ｂ３，Ｂ４は、図示しないが、ＤＥＶ層Ｂ２と同様に、ＣＯＴ層Ｂ３，Ｂ４のほぼ中央には、ＣＯＴ層Ｂ３，Ｂ４の長さ方向（図中Ｙ方向）に、キャリアブロックＳ１とインターフェースブロックＳ３とを接続するためのウエハＷの搬送領域Ｒ２（メインアームＡ２の水平移動領域）が形成されている。

上記搬送領域Ｒ１（Ｒ２）のキャリアブロックＳ１側から見た両側には、手前側（キャリアブロックＳ１側）から奥側に向かって右側に、上記液処理ユニットとして、現像処理を行うための複数個例えば３個の現像処理部を備えた１段の現像ユニット３１と、２段の塗布ユニット３２及び洗浄ユニット（図示せず）が設けられている。各単位ブロックは、手前側から奥側に向かって左側に、順に加熱系のユニットを多段化した例えば４個の棚ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４が設けられており、ＤＥＶ層Ｂ２においては現像ユニット３１にて行なわれる処理の前処理及び後処理を行なうための各種ユニットを複数段、例えば３段ずつに積層した構成とされている。このようにして上記搬送領域Ｒ１によって現像ユニット３１と棚ユニットＵ１〜Ｕ４が区画されており、搬送領域Ｒ１に洗浄エアを噴出させて排気することにより、当該領域内のパーティクルの浮遊を抑制するようになっている。

上述の前処理及び後処理を行うための各種ユニットの中には、例えば図４に示すように、露光後のウエハＷを加熱処理するポストエクスポージャーベーキングユニットなどと呼ばれている加熱ユニット（ＰＥＢ）や、現像処理後のウエハＷの水分を飛ばすために加熱処理するポストベーキングユニット等と呼ばれている加熱ユニット（ＰＯＳＴ）等が含まれている。これら加熱ユニット（ＰＥＢ，ＰＯＳＴ）等の各処理ユニットは、それぞれ処理容器４０内に収容されており、棚ユニットＵ１〜Ｕ４は、上記処理容器４０が３段ずつ積層されて構成され、各処理容器４０の搬送領域Ｒ１に臨む面にはウエハ搬出入口４１が形成されている。なお、加熱ユニット（ＰＥＢ，ＰＯＳＴ）は、加熱温度や加熱時間が調整可能に形成されている。

上記搬送領域Ｒ１には上記メインアームＡ１が設けられている。このメインアームＡ１は、当該ＤＥＶ層Ｂ２内の全てのモジュール（ウエハＷが置かれる場所）、例えば棚ユニットＵ１〜Ｕ４の各処理ユニット、現像ユニット３１の各部との間でウエハの受け渡しを行うように構成されており、このために水平のＸ，Ｙ方向及び鉛直のＺ方向に移動自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。

なお、メインアームＡ１（Ａ２）は、同様に構成されており、メインアームＡ１を代表して説明すると、例えば図１に示すように、ウエハＷの裏面側周縁領域を支持するための２本の湾曲アーム片５１を有するアーム本体５０を備えており、これら湾曲アーム片５１は図示しない基台に沿って互いに独立して進退自在に構成されている。またこの基台は鉛直軸回りに回転自在に構成されると共に、Ｙ方向に移動自在、かつ昇降自在に構成されている。このようにして湾曲アーム片５１は、Ｘ方向に進退自在，Ｙ方向に移動自在，昇降自在及び鉛直軸回りに回転自在に構成され、棚ユニットＵ１〜Ｕ４の各ユニットやキャリアブロックＳ１側に配置された棚ユニットＵ５の受渡しステージＴＲＳ１、液処理ユニットとの間でウエハＷの受け渡しを行うことができるようになっている。このようなメインアームＡ１は、制御手段である制御部６０からの指令に基づいて図示しないコントローラにより駆動が制御される。また、メインアームＡ１（Ａ２）の加熱ユニットでの蓄熱を防止するために、ウエハＷの受け取り順番をプログラムで任意に制御できるようになっている。

また、上記塗布膜形成用の単位ブロックＢ３，Ｂ４は、いずれも同様に構成されており、上述の現像処理用の単位ブロックＢ２と同様に構成されている。具体的には、液処理ユニットとしてウエハＷに対してレジスト液の塗布処理を行うための塗布ユニット３２が設けられ、ＣＯＴ層Ｂ３，Ｂ４の棚ユニットＵ１〜Ｕ４には、レジスト液塗布後のウエハＷを加熱処理する加熱ユニット（ＣＬＨＰ）や、レジスト液とウエハＷとの密着性を向上させるための疎水化処理ユニット（ＡＤＨ）を備えており、ＤＥＶ層Ｂ２と同様に構成されている。すなわち、塗布ユニットと加熱ユニット（ＣＬＨＰ）及び疎水化処理ユニット（ＡＤＨ）とをメインアームＡ２の搬送領域Ｒ２（メインアームＡ２の水平移動領域）によって区画するように構成されている。そして、このＣＯＴ層Ｂ３，Ｂ４では、メインアームＡ２により、棚ユニットＵ５の受渡しステージＴＲＳ１と、塗布ユニット３２と、棚ユニットＵ１〜Ｕ４の各処理ユニットと、に対してそれぞれウエハＷの受け渡しが行われるようになっている。なお、上記疎水化処理ユニット（ＡＤＨ）は、ＨＭＤＳ雰囲気内でガス処理を行なうものであるが、塗布膜形成用の単位ブロックＢ３，Ｂ４のいずれかに設けられればよい。

また、処理ブロックＳ２に隣接して配置されるエッチングブロックＳ５は、処理ブロックＳ２の筐体７０に接続する筐体７０ａを備え、この筐体７０ａ内に、多段例えば４段に積層されたドライエッチング装置であるエッチングユニット８０が配置されると共に、各エッチングユニット８０に対してウエハＷを搬入・搬出する搬送アームＣと受渡しステージＴＲＳ２が配設されている。この場合、搬送アームＣは、処理ブロックＳ２の棚ユニットＵ５の受渡しステージＴＲＳ１との間、及びエッチングブロックＳ５内の受渡しステージＴＲＳ２との間で、ウエハＷの受け渡しを行う、水平のＸ，Ｙ方向及び鉛直方向に移動自在、かつ、回転自在に形成されている。なお、エッチングユニット８０は、例えば真空雰囲気内で、印加される高周波数，高周波電圧やガス圧力等のエッチングプロセス条件を調整してエッチングレートを制御できるように形成されている。

上記のように構成されるエッチングブロックＳ５は、ドライエッチング処理の際に、エッチングユニット８０から生じる電磁波が外部に影響を与えないように筐体７０ａには電磁波遮断用のシールドが施されている。このシールドとしては、導電性を有する金属や合成樹脂製の遮蔽板であれば任意のものでよいが、本実施形態では、例えばアルミニウム合金製の遮蔽板８１を使用して筐体７０ａを構成している。

このようにエッチングブロックＳ５の筐体７０ａを電磁波の遮蔽板８１にて構成することにより、ドライエッチング処理の際に、エッチングユニット８０から生じる電磁波が外部に漏洩するのを遮断することができる。

また、キャリアブロックＳ１とエッチングブロックＳ５との間に配置される測定ブロックＳ６は、キャリアブロックＳ１とエッチングブロックＳ５の筐体７０ａに接続する筐体７０ｂを備え、この筐体７０ｂ内には、測定装置である線幅測定装置９０と、この線幅測定装置９０に対してウエハＷを搬入・搬出する搬送アームＤと受渡しステージＴＲＳ３が配設されている。この場合、搬送アームＤは、測定ブロックＳ６内の受渡しステージＴＲＳ３との間、エッチングブロックＳ５の受渡しステージＴＲＳ２との間、及び線幅測定装置９０との間で、ウエハＷの受け渡しを行う、水平のＸ，Ｙ方向及び鉛直方向に移動自在、かつ、回転自在に形成されている。

上記線幅測定装置９０は、図５に示すように、ウエハＷを水平に載置する載置台９１を備えている。載置台９１は、例えばＸ−Ｙステージを構成しており、水平方向のＸ方向とＹ方向に移動自在に形成されている。載置台９１の上方には、載置台９１上に載置されたウエハＷに対して斜方向から光を照射する光照射部９２と、光照射部９２から照射されウエハＷで反射した光を検出する受光部９３が配設されている。受光部９３で検出した光の情報は、検出部９４に出力でき、また、検出部９４は、取得した光の情報に基づいて、ウエハＷ上に形成されている所定のパターンから反射した反射光の光強度分布を測定することができる。なお、線幅測定装置９０において、パターンの線幅の測定以外にウエハＷ上に付着する不純物やパーティクル等の検出も可能になっている。

検出部９４からの情報は制御部６０に伝達されて、例えば線幅を測定するための情報の処理が行われるようになっている。制御部６０は、例えば算出部６１，記憶部６２及び解析部６３を有している。算出部６１は、例えばレジスト膜の光学定数やレジスト膜のパターン形状，構造等の既知の情報に基づいて、線幅の異なる複数の仮想パターンから反射する反射光の計算上の各光強度分布を算出できる。記憶部６２は、算出部６１で算出されている仮想パターンに対する計算上の各光強度分布を記憶してそのライブラリを作成できる。

検出部９４で測定されたウエハＷ上の実際のパターンに対する光強度分布は、解析部６３に出力できる。解析部６３は、検出部９４から出力された実際のパターンの光強度分布と記憶部６２のライブラリ内に記憶されている仮想パターンの光強度分布とを照合し、光強度分布が適合する仮想パターンを選択し、その仮想パターンの線幅を実際のパターンの線幅と推定して線幅を測定できる。

上記のようにして測定された線幅の情報は、露光装置Ｓ４，加熱ユニット（ＰＥＢ）及びエッチングユニット８０に伝達される。この場合、露光装置Ｓ４は、露光制御部（図示せず）を有し、露光制御部によって予め設定されている例えば光学系のウエハＷに対する露光位置，露光量及び露光焦点等の露光条件に従って露光処理が制御可能に形成されている。

したがって、制御部６０からの制御信号を露光装置Ｓ４，加熱ユニット（ＰＥＢ）及びエッチングユニット８０に伝達することにより、パターンの線幅の測定情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光位置，露光量及び露光焦点等の露光補正，露光後の加熱ユニット（ＰＥＢ）の加熱処理における加熱温度や加熱時間等の温度補正，エッチング工程における印加される高周波数，高周波電圧やガス圧力等のエッチングプロセス条件の調整によるエッチングレート等のエッチング補正を行うことができる。

また、上記処理ブロックＳ２とインターフェースブロックＳ３の隣接する領域には、図１に示すように、メインアームＡ１がアクセスできる位置に棚ユニットＵ６が設けられている。この棚ユニットＵ６は、ＤＥＶ層Ｂ２のメインアームＡ１との間でウエハＷの受け渡しを行うように、受渡しステージＴＲＳ４と、ウエハＷの受け渡しを行う冷却機能を有する受渡しステージ（図示せず）を備えている。また、処理ブロックＳ２とインターフェースブロックＳ３の隣接する領域には、図１及び図４に示すように、周縁露光装置（ＷＥＥ）が２段配置されている。

一方、処理ブロックＳ２における棚ユニットＵ６の奥側には、インターフェースブロックＳ３を介して露光装置Ｓ４が接続されている。インターフェースブロックＳ３には、処理ブロックＳ２のＤＥＶ層Ｂ２の棚ユニットＵ６の各部と露光装置Ｓ４とに対してウエハＷの受け渡しを行うためのインターフェースアームＥを備えている。このインターフェースアームＥは、処理ブロックＳ２と露光装置Ｓ４との間に介在するウエハＷの搬送手段をなすものであり、この例では、上記ＤＥＶ層Ｂ２の受渡しステージＴＲＳ４等に対してウエハＷの受け渡しを行うように、水平のＸ，Ｙ方向及び鉛直のＺ方向に移動自在、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。

次に、上記のように構成される塗布・現像処理システムにおけるウエハＷの処理について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、予めハードマスクが塗布されたウエハＷをキャリア２０内から取り出し、疎水化処理ユニット（ＡＤＨ）にて疎水化処理された後の処理について説明する。

疎水化処理された後に棚ユニットＵ５に一時収納されたウエハＷは、メインアームＡ２によって棚ユニットＵ５から取り出され、塗布ユニット３２に搬送されて、塗布ユニット３２においてレジスト膜が形成される（Ｓ−１）。レジスト膜が形成されたウエハＷは、メインアームＡ２によって加熱ユニット（ＣＬＨＰ）に搬送されて、溶剤をレジスト膜から蒸発させるためのプリベーク（ＰＡＢ）が施される（Ｓ−２）。その後、ウエハＷは周縁露光装置（ＷＥＥ）に搬送されて、周辺露光処理（Ｓ−３）が施された後、加熱処理が施される（Ｓ−４）。次いで、ウエハＷは、インターフェースアームＥにより露光装置Ｓ４に搬送され、ここで所定の露光処理が行われる（Ｓ−５）。

露光処理後のウエハＷは、インターフェースアームＥにより、ＤＥＶ層Ｂ２にウエハＷを受け渡すために、棚ユニットＵ６の受渡しステージＴＲＳ４に搬送され、このステージＴＲＳ４上のウエハＷは、ＤＥＶ層Ｂ２のメインアームＡ１に受け取られ、当該ＤＥＶ層Ｂ２にて、まず、加熱ユニット（ＰＥＢ）でポストエクスポージャーベーク処理（Ｓ−６）された後、メインアームＡ１によって棚ユニットＵ６の冷却プレート（図示せず）に搬送されて、所定温度に調整される。次いで、ウエハＷは、メインアームＡ１によって棚ユニットＵ６から取り出されて現像ユニット３１に搬送されて、現像液が塗布される（Ｓ−７）。その後、メインアームＡ１によって加熱ユニット（ＰＯＳＴ）に搬送され、所定の現像処理が行われる。

現像処理後のウエハＷは、棚ユニットＵ５の受渡しステージＴＲＳ１に搬送され、このステージＴＲＳ１上のウエハＷは、エッチングブロックＳ５の搬送アームＣに受け取られ、エッチングブロックＳ５のエッチングユニット８０に搬送されて、現像処理後のパターンをマスクとするエッチング処理が施される（Ｓ−８）。

エッチング処理が行われた後のウエハＷは、搬送アームＣによってエッチングユニット８０から取り出されて、エッチングブロックＳ５の受渡しステージＴＲＳ２に搬送され、このステージＴＲＳ２上のウエハＷは、測定ブロックＳ６の搬送アームＤに受け取られ、測定ブロックＳ６の線幅測定装置９０に搬送されて、ウエハＷ上に形成されたパターンの線幅が測定される（Ｓ−９）。この線幅の測定情報は制御部６０に伝達されて、制御部６０に記憶される。

線幅の測定が行われたウエハＷは、搬送アームＤによって線幅測定装置９０から取り出された後、エッチングブロックＳ５の受渡しステージＴＲＳ２，搬送アームＣ，処理ブロックＳ２の受渡しステージＴＲＳ１に搬送され、ステージＴＲＳ１のウエハＷは、処理ブロックＳ２のメインアームＡ２に受け取られ、洗浄ユニット（ＳＣＲ）に搬送されて、洗浄処理が施される（Ｓ−１０）。これにより、一連のリソグラフィ工程（処理）及びエッチング工程（処理）が終了する。この状態において、ウエハＷの表面には、図７（ａ）に示すように、１回のリソグラフィ処理において、レジストＰＲが崩れない範囲内の臨界寸法までのピッチＰのパターンが形成される。なお、図７において、符号ＣＤは線幅、ＨＭはハードマスクである。

リソグラフィ工程（処理）及びエッチング工程（処理）が行われたウエハＷは、上記と同様のリソグラフィ工程（処理）及びエッチング工程（処理）を繰り返すことにより、ウエハＷに形成されるパターンの微細化が図れる。すなわち、１回目のリソグラフィ工程（処理）及びエッチング工程（処理）が行われたウエハＷは、上記と同様に、レジスト塗布処理（ＣＯＴ）（Ｓ−１１）→プリベーク（ＰＡＢ）（Ｓ−１２）→周辺露光処理（ＷＥＥ）（Ｓ−１３）→加熱処理（ＢＡＫＥ）（Ｓ−１４）→露光処理（ＥＸＰ）（Ｓ−１５）→ポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）（Ｓ−１６）→現像処理（ＤＥＶ）（Ｓ−１７）→エッチング処理（ＥＴ）（Ｓ−１８）を行うことにより、図７（ｂ）に示すように、１回のリソグラフィ処理によって形成されたパターンのピッチＰ間にパターンを追加形成して、ピッチ１／Ｐのパターンを形成することができる。

また、２回目のリソグラフィ工程（処理）及びエッチング工程（処理）において、１回目のエッチング処理後に線幅測定装置９０によって測定された測定情報を、制御部６０から露光装置Ｓ４，加熱ユニット（ＰＥＢ）及びエッチングユニット８０に伝達することにより、パターンの線幅の測定情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光位置，露光量及び露光焦点等の露光補正，露光後の加熱ユニット（ＰＥＢ）の加熱処理における加熱温度や加熱時間等の温度補正，エッチング工程における印加される高周波数，高周波電圧やガス圧力等のエッチングプロセス条件の調整によるエッチングレート等のエッチング補正を行うことができる。これら露光補正，温度補正，エッチング補正は全て行ってもよく、あるいは、少なくとも１つを行うようにしてもよい。これにより、ウエハＷに形成されるパターンの微細化が図れる。

２回目のリソグラフィ工程（処理）及びエッチング工程（処理）が行われたウエハＷは、測定ブロックＳ６の線幅測定装置９０に搬送されて、パターンの線幅が測定されると共にウエハＷ表面に付着する不純物やパーティクル等が測定される（ＣＤＭ／ＭＣＲＯ）（Ｓ−１９）。この測定情報も制御部６０に伝達されて、ウエハＷに形成された線幅の形状やピッチ１／Ｐ，ウエハＷに付着する不純物やパーティクル等の状態を確認することができる。

上記のようにして２回目のリソグラフィ工程（処理）及びエッチング工程（処理）が行われたウエハＷは、トランスファーアームＢにより、キャリアブロックＳ１に載置されている元のキャリア２０に戻されて処理が終了する。

なお、上記実施形態では、リソグラフィ工程（処理）及びエッチング工程（処理）を２回行う場合について説明したが、これらリソグラフィ工程（処理），エッチング工程（処理）を３回以上行ってもよい。勿論、１回のリソグラフィ工程（処理）及びエッチング工程（処理）を行うこともできる。

また、上記実施形態では、反射防止膜を形成しない場合について説明したが、レジスト膜の下側や上側に反射防止膜を形成する場合においても、この発明に係る基板処理方法（システム）を同様に適用することができる。

この発明に係る基板処理システムを適用したレジスト塗布・現像処理システムの一例を示す概略平面図である。 上記レジスト塗布・現像処理システムの概略斜視図である。 上記レジスト塗布・現像処理システムの概略正面図である。 上記レジスト塗布・現像処理システムの概略背面図である。 この発明における測定装置を示す概略側面図である。 この発明に係る基板処理方法による基板の処理手順を示すフローチャートである。 １回目のパターン形成を示す拡大断面図（ａ）及び２回目のパターン形成を示す拡大断面図（ｂ）である。

符号の説明

Ｗ 半導体ウエハ（被処理基板）
Ｂ２ 第２の単位ブロック（ＤＥＶ層）
Ｂ３ 第３の単位ブロック（ＣＯＴ層）
Ｂ４ 第４の単位ブロック（ＣＯＴ層）
Ｓ１ キャリアブロック
Ｓ２ 処理ブロック
Ｓ３ インターフェースブロック
Ｓ４ 露光装置
Ｓ５ エッチングブロック
Ｓ６ 測定ブロック
３１ 現像ユニット（処理ユニット）
３２ 塗布ユニット（処理ユニット）
６０ 制御部（制御手段）
８０ エッチングユニット（ドライエッチング装置）
８１ 電磁波遮蔽板
９０ 線幅測定装置

Claims (6)

1. 基板処理システムによって被処理基板に、少なくともレジスト塗布処理，露光処理，露光後の加熱処理及び現像処理等のリソグラフィ処理を施して所定のパターンを形成するリソグラフィ工程と、
   上記現像処理後のパターンをマスクとするエッチング工程と、
   上記パターンの線幅を測定する測定工程と、を有し、
   上記測定工程で測定された測定情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光補正，露光後の加熱処理における温度補正及び／又はエッチング工程におけるエッチング補正を行う、ことを特徴とする基板処理方法。
2. 請求項１記載の基板処理方法において、
   上記２回目以降のリソグラフィ工程によって形成されるパターンを先のリソグラフィ工程によって形成されたパターンの間に形成する、ことを特徴とする基板処理方法。
3. 被処理基板に、少なくともレジスト塗布処理，露光処理，露光後の加熱処理及び現像処理等のリソグラフィ処理を施して所定のパターンを形成する基板処理システムであって、
   上記現像処理後の被処理基板に形成されたパターンをマスクとしてエッチング処理を行うエッチング装置と、
   上記パターンの線幅を測定する測定装置と、
   上記測定装置によって測定された情報を記憶し、該記憶された情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光補正，露光後の加熱処理における温度補正及び／又はエッチング処理におけるエッチング補正を行う制御手段と、を具備することを特徴とする基板処理システム。
4. 被処理基板の搬入・搬出部と、
   レジスト塗布装置，現像装置及び加熱装置を有する塗布・現像処理部と、
   上記塗布・現像処理部と露光装置との間に配置され、塗布・現像処理部と露光装置間で被処理基板の受け渡しを司るインターフェース部と、
   現像処理後の被処理基板に形成されたパターンをマスクとしてエッチング処理を行うエッチング装置を有するエッチング処理部と、
   上記被処理基板に形成されたパターンの線幅を測定する測定装置を有する測定部と、
   上記測定装置によって測定された情報を記憶し、該記憶された情報に基づいて、２回目以降のリソグラフィ工程の露光処理における露光補正，露光後の加熱処理における温度補正及び／又はエッチング処理におけるエッチング補正を行う制御手段と、を具備することを特徴とする基板処理システム。
5. 請求項４記載の基板処理システムにおいて、
   上記搬入・搬出部と塗布・現像処理部との間に、測定部とエッチング処理部を並列に配置し、かつ、エッチング処理部を塗布・現像処理部側に配置し、測定部を搬入・搬出部側に配置してなる、ことを特徴とする基板処理システム。
6. 請求項４又は５記載の基板処理システムにおいて、
   上記エッチング装置をドライエッチング装置にて構成すると共に、エッチング処理部を構成する筐体に、電磁波を遮断可能なシールドを施してなる、ことを特徴とする基板処理システム。

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