JP2016086042A - 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】露光処理終了からＰＥＢ処理開始までの時間によらず、レジストパターンの線幅を所望なものとする。
【解決手段】レジスト膜が形成されたウェハを処理する基板処理方法は、ウェハ上のレジスト膜に電子線によりパターンの露光を行う露光工程と、前記パターンの露光が行なわれた後の基板上のレジスト膜に対して、ＵＶ光によるポスト露光を行うポスト露光工程と、ポスト露光後の基板に対してＰＥＢ処理を行うＰＥＢ処理工程と、ＰＥＢ処理後のレジスト膜を現像して基板上にレジストパターンを形成する現像処理工程と、を有し、露光工程終了からポスト露光工程開始までのタクトタイムが所定の時間からずれる場合には、当該タクトタイムのずれに応じて、当該ポスト露光工程における露光量を補正する。
【選択図】図６

Description

本発明は、基板の処理を行う基板処理システム、基板処理システムにおける基板の処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関するものである。

半導体デバイスの製造工程におけるフォトリソグラフィー処理では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）等の基板上に、感光性被膜としてレジスト膜が形成され、その後レジスト膜に露光処理及び現像処理を施すことで、基板上に所定のレジストパターンが形成される。これらの一連の処理は、ウェハを処理する各種処理部やウェハを搬送する搬送機構などを搭載した基板処理システムである塗布現像処理システムと、当該塗布現像処理システムの外部に設けられた露光装置で行われる。

ところで近年、半導体装置のさらなる高集積化に伴い、レジストパターンの微細化が求められている。レジストパターンの微細化を実現するために、既に、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザーを用いた露光処理が実用化されている。

このような露光処理に関し、最近では、より一層のパターンの微細化を実現するために、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ；極端紫外）光及びＥＵＶレジストを用いた露光処理が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−７８７４４号公報

ところで、ＡｒＦレーザー等に比べてＥＵＶ光はそのエネルギーが弱いため、ＥＵＶ露光を採用すると露光する時間が長くなり、その結果スループットが低下してしまう。スループットを向上させるにはＥＵＶ光による露光装置を複数設置することが考えられるが、当該露光装置は非常に高価であるため、製造コストの観点から好ましくない。

そこで、ＥＵＶレジストに対する代替えの露光方法として、電子線による露光処理が提案されている。但し、電子線による露光処理においては、ウェハ上に電子線を走査させて所定のパターンを描くため、やはり露光処理には時間がかかる。その解決策として、露光装置内に複数のステージを設け、複数のウェハを各ステージで同時並行に露光処理することが検討されている。

しかしながら、通常、塗布現像処理システムと露光装置との間でのウェハの受け渡しは１枚ずつ行われるので、露光装置内で複数のウェハが同時並行に露光処理された場合、露光処理装置で露光処理が完了してから塗布現像処理システムにウェハが戻されるまでのタクトタイムが、ウェハ毎に異なってしまうことがある。その一方、露光処理後に塗布現像処理システムに戻されたウェハがポストエクスポージャーベーキング処理（以下、「ＰＥＢ処理」という）されるまでのタクトタイムは各ウェハ間で一律に設定されている。そのため、露光装置でタクトタイムがずれると、露光処理からＰＥＢ処理までの時間が一定にならず、その結果、ウェハ間でレジストパターンの線幅がばらつくという問題が生じてしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、露光処理終了からＰＥＢ処理開始までの時間によらず、レジストパターンの線幅を所望なものとすることを目的としている。

前記の目的を達成するため、本発明は、レジスト膜が形成された基板を処理する基板処理方法であって、基板上のレジスト膜に電子線によりパターンの露光を行う露光工程と、前記パターンの露光が行なわれた後の基板上のレジスト膜に対して、ＵＶ光によるポスト露光を行うポスト露光工程と、ポスト露光後の基板に対してＰＥＢ処理を行うＰＥＢ処理工程と、ＰＥＢ処理後のレジスト膜を現像して基板上にレジストパターンを形成する現像処理工程と、を有し、前記露光工程終了から前記ポスト露光工程開始までのタクトタイムが所定の時間からずれる場合には、当該タクトタイムのずれに応じて、当該ポスト露光工程における露光量を補正することを特徴としている。

本発明によれば、パターン露光が行なわれた後であってＰＥＢ処理前に、基板上のレジスト膜に対してＵＶ光によるポスト露光を行うので、当該パターン露光の後に、ＵＶ光の照射によって補助的にエネルギーを投入して、レジスト膜中の酸発生剤を分解して酸を発生させたり、ラジカル成分の発生を促進させることができる。そして、例えば露光装置内で複数のウェハが同時並行に露光処理される場合など、露光工程終了からＰＥＢ処理工程開始までのタクトタイムが所定の時間からずれることが想定される場合、換言すれば、露光工程終了からポスト露光工程開始までの時間が所定の時間からずれる場合、当該タクトタイムのずれに応じて補正された露光量でポスト露光を行うので、レジスト膜中の酸の発生量や、ラジカル成分の発生量を適宜調整することができる。したがって、露光工程終了からポスト露光工程開始までの時間が所定の時間からずれた場合であっても、ＰＥＢ処理工程を開始する時点でのレジスト膜の状態を、タクトタイムが所定の時間通りであった場合と同様の状態にすることができる。その結果、露光処理終了からＰＥＢ処理開始までの時間によらず、レジストパターンの線幅を所望なものとすることができる。

前記露光工程では、複数枚の基板に対して同時にパターンの露光が行われ、前記ポスト露光工程終了から前記ＰＥＢ処理工程開始までの時間は、各基板間で同一であってもよい。

前記ポスト露光は、基板の直径より短い複数の光源が、基板の一端側から基板の他端側に向けて基板の直径以上の長さにわたって直線上に並べて設けられた光照射部と、基板とを、前記光源が並べられた方向と直交する方向に相対的に移動させることにより行われてもよい。

別の観点による本発明は、前記基板処理方法を基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。

また別の観点による本発明は、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。

さらに別の観点による本発明は、基板を処理する基板処理システムであって、基板にＰＥＢ処理及び現像処理を行う複数の処理装置が設けられた処理ステーションと、前記基板処理システムと、当該前記基板処理システムの外部に設けられて基板上のレジスト膜に電子線によりパターンの露光を行う露光装置と、の間で基板を受け渡すインターフェイスステーションと、前記露光装置でパターンの露光が行なわれた後の基板上のレジスト膜に対して、ＵＶ光によるポスト露光を行う光照射装置と、前記露光装置での露光終了から処理ステーションでのＰＥＢ処理開始までのタクトタイムが規定の時間からずれた場合には、当該タクトタイムのずれに応じて前記光照射装置でのポスト露光における露光量を補正する制御装置と、を有することを特徴としている。

前記露光装置と前記インターフェイスステーションは、ロードロック室を介して接続され、前記露光装置では、複数枚の基板に対して同時にパターンの露光が行われ、前記ロードロック室と前記露光装置の間では、複数枚の基板が一括して受け渡されてもよい。

前記光照射装置は、基板の直径より短い複数の光源が、基板の一端側から基板の他端側に向けて基板の直径以上の長さにわたって直線上に並べて設けられた光照射部と、前記光照射部と基板を、前記光源が並べられた方向と直交する方向に相対的に移動させる移動機構と、を有していてもよい。

本発明によれば、露光処理終了からＰＥＢ処理開始までの時間によらず、レジストパターンの線幅を所望なものとすることができる。

本実施の形態にかかる塗布現像処理システムの構成の概略を模式的に示した平面図である。 本実施の形態にかかる塗布現像処理システムの構成の概略を模式的に示した正面図である。 本実施の形態にかかる塗布現像処理システムの構成の概略を模式的に示した背面図である。 光照射装置の構成の概略を模式的に示した側面図である。 光照射装置の構成の概略を模式的に示した平面図である。 各ウェハの露光処理からＰＥＢ処理までのタイムチャートである。 他の実施の形態にかかる光照射装置の構成の概略を模式的に示した平面図である。

以下、本発明の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の構成の概略を模式的に示す説明図である。図２及び図３は、各々塗布現像処理システム１の内部構成の概略を模式的に示す、正面図と背面図である。

塗布現像処理システム１は、図１に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション１０と、ウェハＷに所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション１１と、処理ステーション１１に隣接して設けられたインターフェイスステーション１２と、パターン露光後のウェハに対してポスト露光を行うポスト露光ステーション１３と、ポスト露光ステーション１３に接続されたインターフェイスステーション１４を有している。塗布現像処理システム１のインターフェイスステーション１４のＹ方向正方向側には、ウェハＷに対してパターンの露光を行う露光装置１５が隣接して設けられている。インターフェイスステーション１４は、露光装置１５との間でウェハＷの受け渡しを行う。露光装置１５には、レジスト形成後のウェハＷに対して、電子線によって複数のウェハＷに対して同時並行にパターンの露光を行う露光ステージ１５ａが設けられている。なお、本実施の形態における露光装置１５では、例えば４枚のウェハＷに対して同時に露光が行われる。

カセットステーション１０には、カセット載置台２０上に複数配置された、カセットＣを載置する複数のカセット載置板２１と、Ｘ方向に延びる搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション１１の受け渡しブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。

処理ステーション１１には、各種装置を備えた複数の、例えば４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷのレジスト膜の下層に反射防止膜（以下「下部反射防止膜」という）を形成する下部反射防止膜形成装置３０、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塗布装置３１、ウェハＷのレジスト膜の上層に反射防止膜（以下「上部反射防止膜」という）を形成する上部反射防止膜形成装置３２、ウェハＷを現像処理する現像処理装置３３が、下から順に例えば４段に重ねられている。なお、本実施の形態におけるレジストとしては、例えばＥＵＶレジストが用いられる。

これら第１のブロックＧ１の各装置３０〜３３は、処理時にウェハＷを収容する複数のカップＦ、例えば４台のカップＦを有し、複数のウェハＷを並行して処理することができる。

例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの熱処理を行う熱処理装置４０や、ウェハＷを疎水化処理する疎水化処理装置としてのアドヒージョン装置４１、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４２が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置４０は、ウェハＷを載置して加熱する熱板と、ウェハＷを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、熱処理装置４０では、露光前に行われるプリベーク処理や露光後に行われるＰＥＢ処理など、様々な熱処理が行われる。

受け渡しブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６が下から順に設けられている。受け渡しブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０、６１、６２が下から順に設けられている。

図１に示すように受け渡しブロックＧ３のＹ方向正方向側の隣には、ウェハ搬送機構７０が設けられている。ウェハ搬送機構７０は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送機構７０のＸ方向正方向側及び負方向側には、ウェハ検査装置７１、７２がウェハ搬送機構７０を挟んで設けられている。

ウェハ搬送機構７０のＹ方向正方向側には複数のウェハＷを一時的に収容するウェハ載置部７３、７４が設けられている。ウェハ載置部７３は第２のブロックＧ２寄りに、ウェハ載置部７４は第１のブロックＧ１寄りに配置されている。そして、ウェハ搬送機構７０は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、受け渡しブロックＧ３内の各受け渡し装置、ウェハ検査装置７１、７２及びウェハ載置部７３、７４との間でウェハＷを搬送できる。なお、本実施の形態におけるウェハ検査装置７１は、例えばウェハＷに形成されたパターンの線幅及やサイドウォールアングルなどを測定するものである。ウェハ検査装置７２は、例えば既に形成されているパターンとその後に露光されるパターンとのオーバレイ誤差を測定するものである。

図１に示すように第１のブロックＧ１と第２のブロックＧ２との間の領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、ウェハ搬送機構８０が複数配置されている。ウェハ搬送機構８０は、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送機構８０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２並びにインターフェイスステーション１２にある受け渡しブロックＧ４内の所定の受け渡し装置及びウェハ載置部７３、７４に対してウェハＷを搬送できる。

インターフェイスステーション１２には、前記したように、受け渡し装置６０、６１、６２を有する受け渡しブロックＧ４と、これら複数の受け渡し装置６０、６１、６２に対して、ウェハＷを搬入出可能なウェハ搬送機構９０が設けられている。ウェハ搬送機構９０は、例えばＸ方向、Ｙ方向、θ方向及び上下方向に移動自在なアームを有している。

ポスト露光ステーション１３には、インターフェイスステーション１２のウェハ搬送機構９０によりアクセス可能な位置に、内部を排気可能に構成されたロードロック室１００が設けられている。そしてこのポスト露光ステーション１３内において、ロードロック室１００にアクセス可能な位置にウェハ搬送機構１０１が設けられている。また、ウェハ搬送機構１０１がアクセス可能な位置には、パターン露光後のウェハに対してＵＶ光を照射してポスト露光を行う装置としての、光照射装置１０２が設けられている。

光照射装置１０２は、たとえば図４及び図５に示すように、ウェハＷを載置する載置台１０３と、載置台１０３上のウェハＷに対して所定の波長のＵＶ光を照射する光照射部１０４とを有している。本実施の形態における光照射部１０４は、ウェハＷ上に形成されたレジスト膜Ｒの全面に対して一括して露光するいわゆる一括露光タイプの装置として構成されている。光照射部１０４は、例えばウェハＷの直径よりも長い直管形状の光源１０５を複数有している。各光源１０５は、例えばウェハＷの上面の全面を覆うように隙間なく並べて配置されている。各光源１０５からは、ＵＶ光がウェハＷに向けて照射される。ＵＶ光の波長は、たとえば２２０〜２８０ｎｍであり、使用するレジストの感度に合せて種々の波長帯、例えば２２２ｎｍ、２４８ｎｍ又は２５４ｎｍが用いられる。なお、光照射部１０４は、例えばライン状の光源を採用して、ウェハＷまたは当該光源の少なくとも一方を移動させたり回転させたりして、ウェハＷ上をＵＶ光が走査する構成であってもよく、ウェハＷの上面の全面に対して均一にＵＶ光を照射できるものであれば、本実施の形態の内容に限定されるものではない。また、光照射部１０４としては、露光装置１５におけるパターン露光のショットサイズにに対応して、１ショットずつＵＶ光を照射してポスト露光する構成の光照射装置を採用してもよい。

ポスト露光ステーション１３は気密に構成され、図示しない減圧装置によって、所定の減圧度、例えば１０^−４Ｐａ〜１０^−７Ｐａに減圧可能である。これにより、ＵＶ光照射中やポスト露光ステーション１３内での移動において、空気中に微量に含まれるアミン成分や酸素に起因する、酸やラジカルの失活を抑制できる。また、ポスト露光ステーション１３は気密に構成されているので、減圧に代えて、例えば窒素などの非酸化性のガスを封入することで、ポスト露光ステーション１３内を低酸素雰囲気に保持するようにしてもよい。

ポスト露光ステーション１３と接続されているインターフェイスステーション１４も気密に構成されている。インターフェイスステーション１４における、ポスト露光ステーション１３のウェハ搬送機構１０１がアクセス可能な位置には、載置台等を有する受け渡し装置１１０が設けられている。受け渡し装置１１０の隣には、この受け渡し装置１１０のウェハＷを、内部を排気可能に構成されたロードロック室１１１との間で搬送するウェハ搬送機構１１２が設けられている。

インターフェイスステーション１４のロードロック室１１１は、パターンの露光を行う露光装置１５と接続されている。ロードロック室１１１では、複数枚、例えば４枚のウェハＷを収容可能に構成されており、インターフェイスステーション１４と露光装置１５との間で４枚のウェハＷが一括して受け渡される。なお、ここでいう「一括して受け渡される」とは、ロードロック室１１１に複数枚のウェハＷを収容した状態で内部を排気することにより、一度の排気動作で複数枚のウェハＷを受け渡し可能とすることを意味しており、実際に各ロードロック室１１１との間で複数枚のウェハＷの受け渡しが同時並行に行われるか否かについては問わない。本実施の形態では、ウェハ搬送機構１１２は、例えばロードロック室１１１との間でウェハＷの受け渡しを一枚ずつ行うため、ウェハＷが「一括して受け渡される」場合、例えば４枚のウェハＷのうち、最初にロードロック室１１１により受け渡されるウェハＷと、２番目以降に受け渡されるウェハＷでは、以降の搬送のタイミングは異なったものとなる。

また、前出のロードロック室１００もロードロック室１１１と同様に４枚のウェハＷを収容可能であり、インターフェイスステーション１２との間で４枚のウェハＷを一括して受け渡すことができるが、本実施の形態では、光照射装置１０２でポスト露光が完了したウェハＷを順次ロードロック室を介してインターフェイスステーション１２側に１枚ずつ受け渡す場合を例にして説明する。

露光ステージ１５ａでは、たとえば電子線によって、ウェハＷ上のレジストに対してパターンの露光が行われる。かかる露光処理では、雰囲気中にガス分子があると、当該ガス分子により吸収されて電子線エネルギーが減衰するため、露光装置１５内は、図示しない減圧装置によって、所定の減圧度、例えば１０^−４Ｐａ〜１０^−７Ｐａに減圧されている。

以上の塗布現像処理システム１には、図１に示すように制御装置３００が設けられている。制御装置３００は、処理レシピに基づいて上述の各種処理装置や各ウェハ搬送機構などの駆動系の動作を制御すると共に、各種処理装置におけるウェハ処理のタクトタイムや各ウェハ搬送機構によるウェハ搬送におけるタクトタイムを管理したり、露光装置１５との間でウェハＷの露光に関する情報のやり取りを行っている。

なお制御装置３００は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えたコンピュータにより構成され、例えばメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、塗布現像処理システム１における塗布処理を実現できる。なお、塗布現像処理システム１における塗布処理を実現するための各種プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどの記憶媒体Ｈに記憶されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御装置３００にインストールされたものが用いられている。

次に、以上のように構成された塗布現像処理システム１で行われるウェハＷの処理方法について、塗布現像処理システム１全体で行われるウェハ処理のプロセスと共に説明する。

ウェハＷの処理にあたっては、先ず、複数枚のウェハＷを収容したカセットＣがカセットステーション１０の所定のカセット載置板２１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内の各ウェハＷが順次取り出され、処理ステーション１１の受け渡しブロックＧ３に搬送される。

次にウェハＷは、ウェハ搬送機構７０によって例えばウェハ載置部７３に搬送される。次いでウェハＷは、ウェハ搬送機構８０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送機構８０によって例えば第１のブロックＧ１の下部反射防止膜形成装置３０に搬送され、ウェハＷ上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され、加熱処理が行われる。

その後ウェハＷは、第２のブロックＧ２のアドヒージョン装置４１に搬送され、疎水化処理される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送機構８０によってレジスト塗布装置３１に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。この場合、ウェハＷに形成されるレジスト膜は、ＥＵＶ露光用の、いわゆる光増感型のレジストである。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送されて、プリベーク処理される。

次にウェハＷは、上部反射防止膜形成装置３２に搬送され、ウェハＷ上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送されて、加熱され、温度調節される。その後、ウェハＷは、周辺露光装置４２に搬送され、周辺露光処理される。

次にウェハＷは受け渡しブロックＧ４に搬送され、インターフェイスステーション１２のウェハ搬送機構９０によって、ポスト露光ステーション１３のロードロック室１００へと搬送される。この際、ロードロック室１００には、例えば同一ロットであって周辺露光処理が完了した後続のウェハＷが順次搬入され、例えばロードロック室１００に４枚のウェハＷが収容された後に、インターフェイスステーション１４、ポスト露光ステーション１３と同じ真空度にされる。次いで各ウェハＷは、ウェハ搬送機構１０１、インターフェイスステーション１４のウェハ搬送機構１１２によって、ロードロック室１１１へと順次搬送され、当該ロードロック室１１１に４枚のウェハＷが収容された後に、概ね露光装置１５と同じ真空度にされる。その後、各ウェハＷは露光装置１５へと搬送され、露光ステージ１５ａに載置されて電子線により各ウェハＷに対して同時並行にパターンの露光がなされる（露光工程）。この際、パターン露光の開始時刻や終了時刻の情報が、制御装置３００との間でやり取りされる。

パターンの露光が終了した４枚のウェハＷは、ロードロック室１１１へと搬送され、その後インターフェイスステーション１４、ポスト露光ステーション１３と同じ減圧度にされた後、ウェハ搬送機構１１２によって受け渡し装置１１０へと順次搬送される。次いで、受け渡し装置１１０へと搬送されたウェハＷは、ウェハ搬送機構１０１によって、光照射装置１０２へと搬送される。

光照射装置１０２では、露光装置１５において電子線によるパターンの露光が終了したウェハＷに対して、所定波長のＵＶ光によって、一括露光がなされる（ポスト露光工程）。これによって、ウェハＷ上に、現像処理前の最終のレジストパターンが形成される。この際、光照射装置１０２では、例えばロードロック室１１１から最初に搬出されたウェハＷと２番目以降に搬出されたウェハＷとでは、異なる露光量でポスト露光が行われる。このポスト露光における露光量について説明する。

各ウェハＷ間でのレジストパターンの線幅を一定にするためには、露光によりレジスト膜中に発生した酸濃度を現像処理の時点でウェハＷ毎に一定にすることが重要である。そして本発明者らによれば、レジスト膜中に発生した酸濃度を一定にするには、露光装置１５でのパターン露光からＰＥＢ処理までの時間を一定にすればよいことが確認されている。なお、本実施の形態では、ＵＶ光によるポスト露光を行うので、露光装置１５でのパターン露光からＰＥＢ処理までの時間を一定にするためには、露光装置１５でのパターン露光からポスト露光までの時間、及びポスト露光からＰＥＢ処理までの時間をそれぞれ一定にすればよい。この際、当然に、露光装置１５でのパターン露光の条件、光照射装置１０２でのポスト露光の条件、及び熱処理装置４０でのＰＥＢ処理の条件は各ウェハ間で一定にすることを前提としている。

しかしながら、例えば本実施の形態のように、例えば露光装置１５で同時並行に複数のウェハＷに対してパターン露光が行われ、ロードロック室１１１を介して複数のウェハＷが一括してインターフェイスステーション１４側に受け渡される場合、パターン露光の終了からＰＥＢ処理開始までの時間が各ウェハＷ間で一定にならないことが考えられる。以下、具体的に説明する。

露光装置１５で複数のウェハＷに対して同時並行にパターン露光が行われると、例えば図６に示すように、各ウェハＷのパターン露光終了時刻は同時刻となる。なお、図６では、例えば同一ロットの４枚のウェハＷのうち、１番目に処理ステーション１１で処理されるウェハＷを「ウェハＷ１」、２番目に処理ステーション１１で処理されるウェハＷを「ウェハＷ２」として、以降、処理順に番号を付している。

各ウェハＷ１〜Ｗ４の露光処理が同時並行に行われると、各ウェハＷ１〜Ｗ４は一括してロードロック室１１１に受け渡される。次いで、上述の通り、インターフェイスステーション１４のウェハ搬送機構１１２により、例えばウェハＷ１が、ロードロック室１１１から、受け渡し装置１１０に受け渡される。その後、ウェハ搬送機構１０１により光照射装置１０２に受け渡され、光照射装置１０２でポスト露光が行われる。なお、図６では、ウェハ搬送機構１１２によるウェハＷ１の搬送の過程を「搬送Ａ」と、ウェハ搬送機構１０１によるウェハＷ１の搬送の過程を「搬送Ｂ」と記載している。

次いで、ポスト露光後のウェハＷ１は、ウェハ搬送機構１０１、ロードロック室１００、ウェハ搬送機構９０、受け渡しブロックＧ４、ウェハ搬送機構８０、熱処理装置４０の順に受け渡され、熱処理装置４０でＰＥＢ処理が行われる。なお、図６では、光照射装置１０２から熱処理装置４０でまでの搬送の過程を「搬送Ｃ」と記載している。

そして、ウェハＷ１の搬送Ａが終了した後に、ウェハＷ２についての搬送Ａが行われるが、ウェハ搬送機構１１２がウェハＷ１についての搬送Ａを行っている間、ウェハＷ２は図６の「Ｄ１」に示される時間だけロードロック室１１１に待機した状態となる。そうすると、ウェハＷ２では、少なくとも、この時間Ｄ１分だけ露光処理の終了からＰＥＢ処理開始までの時間（タクトタイム）がウェハＷ１と比較して増加してしまう。同様の理由で、ウェハＷ３、ウェハＷ４についても、時間Ｄ２、Ｄ３分だけタクトタイムが増加してしまう。この場合、ウェハＷ１とそれ以降のウェハＷ２〜Ｗ４では、現像処理開始時点でのレジスト膜中の酸濃度が異なり、現像処理後に形成されるレジストパターンの線幅にばらつきが生じてしまう。

そこで本発明者らは、現像処理開始時点でのレジスト膜中の酸濃度をウェハＷ１〜Ｗ４間で一定にし、レジストパターンの線幅を所望なものとするために、光照射装置１０２でのポスト露光時のＵＶ光の露光量（照射時間と照射強度との積）を補正することを着想した。即ち、パターン露光終了からＰＥＢ処理開始までのタムトタイムのずれ量に応じて、ポスト露光時のＵＶ光の露光量を増減させることにより、レジスト膜中の酸濃度を変化させ、レジストパターンの線幅を調整するのである。

なお、ポスト露光終了からＰＥＢ処理開始までのタクトタイムについては、上述の通り、ポスト露光後のウェハＷをロードロック室１００を介して順次処理ステーション１２側に受け渡すことで各ウェハＷ１〜Ｗ４間で一定にすることが可能であるので、搬送Ｃに伴うウェハＷ１〜Ｗ４でのずれは生じない。したがって、本実施の形態では、パターン露光終了からポスト露光開始までのタクトタイムのずれ量を、パターン露光終了からＰＥＢ処理開始までのタムトタイムのずれ量と同一なものとして扱う場合がある。

そして、光照射装置１０２では、ウェハＷ１に対して予め定められた所定の露光量でポスト露光が行われる。また、ウェハＷ２に対するポスト露光では、制御装置３００が露光装置１５から入手した情報に基づき、パターン露光終了からポスト露光開始までのタクトタイムのずれ量である時間Ｄ１を算出し、当該時間Ｄ１に対応して露光量が補正される。そして、ウェハＷ２に対して当該補正後の露光量でポスト露光Ｓが行われる。この際、時間Ｄ１の算出にあたっては、実際に制御装置３００により露光装置１５からの露光開始、終了時刻情報に基づいて、例えばウェハＷが光照射装置１０２に対して受け渡されるまでの時間を実測してもよいし、例えばロードロック室１１１から光照射装置１０２までの搬送時間を搬送スケジュールから読み取ることで算出してもよい。これにより、光照射装置１０２でポスト露光を開始する前に、パターン露光終了からＰＥＢ処理開始までのタクトタイムがずれることを検出し、光照射装置１０２でのポスト露光の際に適切な露光量の補正を行うことができる。

以降、順次ウェハＷ３、Ｗ４に対して、時間Ｄ２、Ｄ３に対応して補正された露光量でポスト露光Ｔ、ポスト露光Ｕがそれぞれ行われる。なお、露光量の補正値については、例えば予め行う試験によりパターン露光終了からポスト露光終了までの時間と、所望のレジストパターンの線幅を得るために補正すべき露光量との相関関係を予め取得しておき、その相関関係に基づいて決定される。なお、露光量の補正は、ＵＶ光の照射時間と照射強度の少なくともいずれかを変更することで実現されるが、照射時間を変更すると、ウェハＷ１〜Ｗ４間でポスト露光開始からＰＥＢ処理開始までの時間にずれが生じるため、照射強度のみを補正することが好ましい。また、照射時間を補正する場合は、照射時間の変更を加味して補正値を決定することが好ましい。

その後、ポスト露光が終了した各ウェハＷ１〜Ｗ４は、ウェハ搬送機構８０によって熱処理装置４０に順次搬送され、順次ＰＥＢ処理される（ＰＥＢ処理工程）。その後各ウェハＷ１〜Ｗ４は、たとえば現像処理装置３３に搬送されて現像処理され、ウェハＷ上にレジストパターンが形成される。この際、光照射装置１０２でのポスト露光において、各ウェハＷ２〜Ｗ４の露光量が補正されているので、パターン露光終了からＰＥＢ処理開始までのタムトタイムがウェハＷ１からずれているウェハＷ２〜Ｗ４においても、レジストパターンの線幅を所望なものとすることができる。

現像処理終了後、各ウェハＷ１〜Ｗ４は、熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。その後各ウェハＷ１〜Ｗ４は、ウェハ載置部７３、７４を経由してウェハ検査装置７１、７２に搬送される。ウェハ検査装置７１では、例えば最終パターンの線幅が測定され、測定結果は、制御装置３００に出力される。またウェハ検査装置７２に搬送されたウェハＷに対しては、オーバレイ誤差の測定が行われ、測定結果は制御装置３００に出力される。そして、制御装置３００では、例えばウェハ検査装置７１における測定結果に基づき、必要に応じて露光装置１５、光照射装置１０２及び熱処理装置４０などでの処理パラメータが適宜補正される。その後、各ウェハＷ１〜Ｗ４は、所定のカセット載置板２１のカセットＣに搬送され、一連のフォトリソグラフィー工程が完了する。

以上の実施の形態によれば、露光装置１５でパターン露光が行なわれた後であって熱処理装置４０でのＰＥＢ処理前に、ウェハＷ上のレジスト膜に対してＵＶ光によるポスト露光を行うので、当該パターン露光の後に、ＵＶ光の照射によって補助的にエネルギーを投入して、レジスト膜中の酸発生剤を分解して酸を発生させたり、ラジカル成分の発生を促進させることができる。そして、例えば露光装置１５内で複数のウェハＷ１〜Ｗ４が同時並行に露光処理される場合など、パターン露光終了からポスト露光開始までの時間が所定の時間からずれる場合、換言すれば、パターン露光終了からＰＥＢ処理開始までのタクトタイムが予め定められた所定の時間からずれる場合、当該タクトタイムのずれに応じて補正された露光量でポスト露光を行うので、レジスト膜中の酸の発生量や、ラジカル成分の発生量を適宜調整することができる。したがって、パターン露光終了からポスト露光開始までの時間が所定の時間からずれた場合であっても、ＰＥＢ処理工程を開始する時点でのレジスト膜の状態を、タクトタイムが所定の時間通りであった場合と同様の状態にすることができる。その結果、パターン露光終了からＰＥＢ処理開始までの時間によらず、レジストパターンの線幅を所望なものとすることができる。

また、現像処理されたウェハＷの検査結果を、露光装置１５や光照射装置１０２、熱処理装置４０のパラメータにフィードバックすることで、より精度よく微細なレジストパターンを形成することができる。

なお、現像処理の時点でレジスト膜中の酸濃度をウェハＷ１〜Ｗ４間で一定にするという観点からは、例えばウェハＷ２〜Ｗ４において搬送Ｃに要する時間を変化させることで、パターン露光終了からＰＥＢ処理開始までの時間を一定にすることも考えられる。しかしながら、処理ステーション１１での搬送スケジュールを変更すると制御が非常に複雑化してしまい、また、例えば露光装置１５で同時並行にパターン露光できるウェハＷの枚数が処理ステーション１１側で同時にＰＥＢ処理できるウェハＷの枚数よりも多い場合、搬送Ｃにおいても待ち時間が生じてしまい、最終的に各ウェハＷ１〜Ｗ４のタクトタイムを合わせることができない。また、搬送Ｃの時間を延長することは、ウェハ処理のスループットの観点からも好ましくない。この点、本実施の形態のように、光照射装置１０２でのポスト露光における露光量を補正すれば、ウェハＷの搬送スケジュールやＰＥＢ処理における加熱条件など、その他の条件については変更することなく、容易に、現像処理の時点でレジスト膜中の酸濃度をウェハＷ１〜Ｗ４間で一定にすることができる。

以上の実施の形態では、パターン露光終了からＰＥＢ処理開始までのタクトタイムのずれ量の一因として、ロードロック室１１１を介した露光装置１５とのウェハＷの一括受け渡しを挙げたが、タクトタイムのずれ量の原因は本実施の形態の内容に限定されるものではない。例えば、ロードロック室１００においてもロードロック室１１１と同様に一括してウェハＷ１〜Ｗ４の受け渡しを行う場合や、例えば塗布現像処理システム１の構成上、搬送Ｃにおけるタクトタイムを一致させるのが困難な場合など、タクトタイムのずれの原因によらず、パターン露光終了からＰＥＢ処理開始までの時間を考慮してポスト露光における露光量を補正することで、所望の線幅のレジストパターンを形成することができる。なお、ポスト露光以降の事象に起因してタムトタイムにずれが生じる場合、具体的には各ウェハＷ１〜Ｗ４の搬送Ｃに要する時間が一致しない場合などは、ＰＥＢ処理開始の時点でタムトタイムのずれを検出しても、既にポスト露光が終了しているためポスト露光における露光量の補正を行うことができない。かかる場合、例えばポスト露光を行う前に、光照射装置１０２から熱処理装置４０までの「搬送Ｃ」に要する時間を搬送スケジュールから読み取るなどして、ポスト露光の開始前にタクトタイムのずれの有無を判定することが好ましい。

なお、以上の実施の形態では、光照射装置１０２においてウェハＷの全面に対して一括してポスト露光する場合について説明したが、ポスト露光は必ずしも一括で行う必要はなく、例えば光源１０５に代えて、図７に示すように、ウェハＷの直径より短い複数の光源１２０を、ウェハＷの一端側からウェハＷの他端側に向けてウェハＷの直径以上の長さにわたって直線上に並べることにより光照射部１２１を構成してもよい。かかる場合、例えば光照射部１２１を、ウェハＷに対して当該光照射部１２１の長さ方向と直交する方向に相対的に移動させる移動機構１２２が設けられる。ウェハ検査装置７１では、例えばウェハＷの全面にわたって検査が行われるが、所定の領域のみについて線幅を調整したい場合には、光照射部１２１を各光源１２０ごとに露光出力を増減させるように構成することで、所定の領域についてのみさらに露光量を調整することができる。なお、図７では、光照射部１２１をウェハＷに対して相対的に移動させる移動機構１２２を描図しているが、例えば光照射部１２１を固定しておき、例えば載置台１０３に移動機構を設けてウェハＷを光照射部１２１に対して相対的に移動させるようにしもよい。

また、露光装置１５におけるパターン露光のショットサイズに対応して１ショットずつポスト露光を行う光照射装置１０２を用いる場合は、例えば制御装置３００で露光装置１５での各ショットの露光順序の情報を受信し、当該情報に基づいて露光装置１５と同じ順序で光照射装置１０２により各ショットのポスト露光を行ってもよい。かかる場合、各ショット毎に、ポスト露光における露光量を補正するようにしてもよい。そうすることで、露光装置１５におけるパターン露光から、光照射装置１０２におけるポスト露光までのタクトタイムをショット単位で厳密に管理できる。その結果、ウェハＷ上により精度の高いレジストパターンを形成できる。かかる場合、載置台１０３か光照射部１２１の少なくともいずれかに、載置台１０３と光照射部１２１を例えばＸＹ方向に相対的に移動させる移動機構（図示せず）を設けるようにしてもよい。

なお、前記した実施の形態では、ポスト露光ステーション１３は、インターフェイスステーション１４とは隣接したセクションとして構成していたが、もちろんポスト露光ステーション１３は、インターフェイスステーション１４とを一体にして、１つのポスト露光ステーション又はインターフェイスステーションとして構成してもよい。

なお、以上の実施の形態では、露光装置１５において電子線によりパターンの露光を行う場合を例として説明したが、パターン露光にあたっては電子線による露光に限定されず、ＥＵＶ露光やＡｒＦ露光、ＫｒＦ露光によりパターン露光を行った場合や、ｉ線、ｇ線によりパターン露光を行った場合においても適用できる。

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想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。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。以上の実施の形態では、撮像対象は基板の表であったが、基板の裏面を撮像する場合にも本発明は適用できる。また、上述した実施の形態は、半導体ウェハの塗布現像処理システムにおける例であったが、本発明は、半導体ウェハ以外の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塗布現像処理システムである場合にも適用できる

本発明は、ＥＵＶ露光処理を行う基板処理システムを構築する際に有用である。

１ 塗布現像処理システム
１０ カセットステーション
１１ 処理ステーション
１２、１４ インターフェイスステーション
１３ ポスト露光ステーション
１５ 露光装置
２０ カセット載置台
２１ カセット載置板
２２ 搬送路
２３ ウェハ搬送装置
３０ 下部反射防止膜形成装置
３１ レジスト塗布装置
３２ 上部反射防止膜形成装置
３３ 現像処理装置
４０ 熱処理装置
４１ アドヒージョン装置
４２ 周辺露光装置
７０ ウェハ搬送機構
７１、７２ ウェハ検査装置
８０ ウェハ搬送機構
９０ ウェハ搬送機構
１００、１１１ ロードロック室
１０２ 光照射装置
３００ 制御装置
Ｗ ウェハ
Ｄ ウェハ搬送領域
Ｃ カセット

Claims (8)

1. レジスト膜が形成された基板を処理する基板処理方法であって、
   基板上のレジスト膜に電子線によりパターンの露光を行う露光工程と、
   前記パターンの露光が行なわれた後の基板上のレジスト膜に対して、ＵＶ光によるポスト露光を行うポスト露光工程と、
   ポスト露光後の基板に対してＰＥＢ処理を行うＰＥＢ処理工程と、
   ＰＥＢ処理後のレジスト膜を現像して基板上にレジストパターンを形成する現像処理工程と、を有し、
   前記露光工程終了から前記ＰＥＢ処理工程開始までのタクトタイムが所定の時間からずれる場合には、当該タクトタイムのずれに応じて、前記ポスト露光工程における露光量を補正することを特徴とする、基板処理方法。
2. 前記露光工程では、複数枚の基板に対して同時にパターンの露光が行われ、
   前記ポスト露光工程終了から前記ＰＥＢ処理工程開始までの時間は、各基板間で同一であることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記ポスト露光は、基板と、基板の直径より短い複数の光源が、基板の一端側から基板の他端側に向けて基板の直径以上の長さにわたって直線上に並べて設けられた光照射部とを、前記光源が並べられた方向と直交する方向に相対的に移動させることにより行われることを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の基板処理方法。
4. 請求項１〜３のいずか一項に記載の基板処理方法を基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システムを制御する制御装置のコンピュータ上で動作するプログラム。
5. 請求項４に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
6. 基板を処理する基板処理システムであって、
   基板にＰＥＢ処理及び現像処理を行う複数の処理装置が設けられた処理ステーションと、
   前記基板処理システムと、当該前記基板処理システムの外部に設けられて基板上のレジスト膜に電子線によりパターンの露光を行う露光装置と、の間で基板を受け渡すインターフェイスステーションと、
   前記露光装置でパターンの露光が行なわれた後の基板上のレジスト膜に対して、ＵＶ光によるポスト露光を行う光照射装置と、
   前記露光装置での露光終了から処理ステーションでのＰＥＢ処理開始までのタクトタイムが規定の時間からずれた場合には、当該タクトタイムのずれに応じて前記光照射装置でのポスト露光における露光量を補正する制御装置と、を有することを特徴とする、基板処理システム。
7. 前記露光装置と前記インターフェイスステーションは、ロードロック室を介して接続され、
   前記露光装置では、複数枚の基板に対して同時にパターンの露光が行われ、
   前記ロードロック室と前記露光装置の間では、複数枚の基板が一括して受け渡されることを特徴とする、請求項６に記載の基板処理システム。
8. 前記光照射装置は、
   基板の直径より短い複数の光源が、基板の一端側から基板の他端側に向けて基板の直径以上の長さにわたって直線上に並べて設けられた光照射部と、
   前記光照射部と基板を、前記光源が並べられた方向と直交する方向に相対的に移動させる移動機構と、を有することを特徴とする、請求項６または７のいずれか一項に記載の基板処理システム。
   
   
   
   
   

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