JP4422000B2 - 基板処理方法、制御プログラム、およびコンピューター記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理方法、基板検査方法、制御プログラムおよびコンピューター記憶媒体に関し、詳細には、例えば半導体ウエハ等の基板上にフォトリソグラフィー等の処理を行なう基板処理方法、制御プログラムおよびコンピューター記憶媒体に関する。

半導体デバイスの製造においては、半導体ウエハ等の基板にレジスト液を塗布し、フォトマスクを用いてレジスト膜を露光し、さらに現像を行うことによって、所望のレジストパターンを基板上に形成するフォトリソグラフィー技術が用いられている。フォトリソグラフィーの一連の処理を行なうには、一般にレジスト塗布／現像処理システムが使用されている。そして、このレジスト塗布／現像処理システムに、基板の状態を検査／測定する検査／測定ユニットを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１）。

従来、上記検査／測定ユニットにおける欠陥等の検査／測定は、ＡＤＩ（現像後パターン検査）と呼ばれており、マクロインスペクション装置を用いて現像処理後の基板の検査を行なうものである。このＡＤＩの検査結果として出力される欠陥数や欠陥分布（位置）に基づき、次工程への出荷判断を行なっていた。

しかし、フォトレジストは検査光を透過させるため、検査結果にフォトリソグラフィー工程より前に生じた基板の下地欠陥が含まれてしまい、そのため下地欠陥が多い場合には、フォトリソグラフィー工程で発生した欠陥だけを抽出する作業が必要であった。この作業では、欠陥がどの工程で発生したかの把握や、欠陥の重要度、影響度などの判断が求められることから、手間と時間がかかる上、作業者の経験に負うところが大きいため、検査内容にばらつきが生じやすいという課題があった。
特開２００３−２０９１５４号公報（図１など）

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、下地欠陥等の予め基板に存在していた欠陥と、フォトリソグラフィー等の任意の処理において発生した欠陥との区別を容易に行うことを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点によれば、基板を検査して欠陥を検出する前検査工程と、
前記前検査工程後の基板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工程と、
フォトマスクを用いて露光することにより前記レジスト膜にマスクパターンを転写する露光工程と、
転写されたマスクパターンを元に基板上にレジストパターンを形成する現像工程と、
前記現像工程の後に、基板を検査して欠陥を検出する後検査工程と、
を含み、
前記前検査工程で、以後の処理を続けても半導体製品として正常に製品化することができない欠陥が検出された基板に対し、以降の工程では、前記正常に製品化することができない欠陥が検出されない正常な基板に対する処理とは異なるダミー処理を行ない、
前記レジスト塗布工程に対応するダミー処理として、基板に対しレジスト液を塗布しないダミー塗布処理が行われ、
前記露光工程に対応するダミー処理として、基板に対し光を照射しないダミー露光処理が行われ、
前記現像工程に対応するダミー処理として、基板に対し現像液を供給しないダミー現像処理が行なわれることを特徴とする、基板処理方法が提供される。

上記第１の観点の基板処理方法においては、前記レジスト塗布工程後の基板を検査して欠陥を検出する露光前検査工程をさらに含み、
前記露光前検査工程で前記正常に製品化することができない欠陥が検出された基板に対し、以降の工程では、前記正常に製品化することができない欠陥が検出されない正常な基板に対する処理とは異なる前記ダミー露光処理、及び前記ダミー現像処理を行なうことが好ましい。

また、 前記露光工程後の基板を検査して欠陥を検出する現像前検査工程をさらに含み、
前記現像前検査工程で前記正常に製品化することができない欠陥が検出された基板に対し、以降の工程では、前記正常に製品化することができない欠陥が検出されない正常な基板に対する処理とは異なる前記ダミー現像処理を行なうことが好ましい。

また、前記前検査工程により検出された欠陥と、前記後検査工程により検出された欠陥と、を比較することにより、フォトリソグラフィー工程における欠陥のみを抽出するようにしてもよい。

本発明の第２の観点によれば、コンピューター上で動作し、実行時に、上記第１の観点の基板処理方法が行なわれるように基板処理装置を制御することを特徴とする、制御プログラムが提供される。

本発明の第３の観点によれば、コンピューター上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピューター記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、上記第１の観点の基板処理方法が行なわれるように、基板処理装置を制御するものであることを特徴とする、コンピューター記憶媒体が提供される。

本発明によれば、半導体ウエハ等の基板の下地欠陥を除外し、フォトリソグラフィー工程で生じた欠陥だけを自動的に把握できるので、基板に下地欠陥が多い場合でもフォトリソグラフィー工程での出荷判断を迅速に、かつ正確に行なうことができる。また、作業者の経験に頼らず、誰にでも正確な判断が可能になるため、検査内容にばらつきが生じることなく、信頼性の高い半導体製品を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の基板処理方法を実施可能なレジスト塗布／現像処理システム１の概略平面図、図２はその概略正面図、図３はその概略背面図である。なお、図１には、レジスト塗布／現像処理システム１と露光装置１５とを組み合わせた構成を示すとともに、制御ステーション５０を図示している。

このレジスト塗布／現像処理システム１は、搬送ステーションであるカセットステーション１１と、複数の処理ユニットを有する処理ステーション１３と、カセットステーション１１と処理ステーション１３との間で半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記す）Ｗの搬送を行い、かつ、処理ステーション１３で処理されたウエハＷの検査を行う検査ステーション１２と、処理ステーション１３に隣接して設けられる露光装置１５との間でウエハＷを受け渡すためのインターフェースステーション１４と、これらの各構成部を制御する制御ステーション５０を具備している。

カセットステーション１１においては、複数枚（例えば、２５枚）のウエハＷが収容されたウエハカセット（ＣＲ）の搬入出が行われる。カセット載置台２１上には、ウエハカセット（ＣＲ）を載置するための位置決め突起２１ａが、Ｘ方向に沿って１列に複数（図１では５個）設けられている。ウエハカセット（ＣＲ）はウエハ搬入出口を検査ステーション１２側に向けて載置される。

カセットステーション１１は、ウエハ搬送用ピック２２ａを有するウエハ搬送機構２２を備えている。このウエハ搬送用ピック２２ａは、いずれかのウエハカセット（ＣＲ）に対して選択的にアクセスでき、また、後述する検査処理ステーション１２に設けられたトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｉ）にアクセスできるようになっている。

検査ステーション１２には、レジスト塗布／現像処理システム１の使用時にウエハＷの処理状態を検査する検査モジュール３１と、第１主搬送部Ａ１とが配置されている。この第１主搬送部Ａ１は、ウエハＷを保持する３本のアームを備えており、これらのアームは、一体的にＺ軸回りに回転し、Ｚ軸方向に昇降し、別々に水平方向（Ｘ−Ｙ面内）で伸縮自在である。

検査モジュール３１には、現像線の線幅を測定する線幅測定ユニット（ＯＤＰ；Optical Digital Profilometry）と、図示しないマクロインスペクション装置により、ウエハ下地の傷や、レジスト膜の表面の傷（スクラッチ検出）やレジスト液の塗布時に混入する異物（コメット検出）、現像ムラ、現像処理後の現像欠陥等を検査する欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）と、線幅測定ユニット（ＯＤＰ）および欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）を制御し、かつ、これら各検査ユニットにおいて得られた情報を保存し、解析処理するコンピュータ（ＰＣ）が設けられている。

欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）や線幅測定ユニット（ＯＤＰ）における検査／測定は、例えば、ウエハＷの表面がＣＣＤカメラによって観察され、その撮像をコンピュータ（ＰＣ）によって解析することによって行われる。欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）や線幅測定ユニット（ＯＤＰ）の構造としては、筐体内にウエハＷを載置するステージとＣＣＤカメラが設けられ、（１）そのステージは回転自在であり、ＣＣＤカメラはＸ／Ｙ／Ｚ方向に移動自在となっているもの、（２）ステージは固定されており、ＣＣＤカメラはＸ／Ｙ／Ｚ方向に移動自在かつＸ−Ｙ面内で回転自在であるもの、（３）ステージはＸ／Ｙ／Ｚ方向に移動可能かつＸ−Ｙ面内で回転自在であり、ＣＣＤカメラは固定されているもの、等を挙げることができる。

線幅測定ユニット（ＯＤＰ）による測定は、例えば、全てのウエハＷまたは２枚〜１４枚毎に抜き出された測定用ウエハＷについて行うことができるようになっている。また、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）による検査は、例えば、全てのウエハＷまたは２枚に１枚の割合で行うことができるようになっている。

処理ステーション１３は、システム背面側（図１上方）に、検査ステーション１２側から順に、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４および第５処理ユニット群Ｇ５を備えている。また第３処理ユニット群Ｇ３と第４処理ユニット群Ｇ４との間に第２主搬送部Ａ２が設けられ、第４処理ユニット群Ｇ４と第５処理ユニット群Ｇ５との間に第３主搬送部Ａ３が設けられている。さらにシステム前面側（図１の下側）に、検査ステーション１２側から順に、第１処理ユニット群Ｇ１と第２処理ユニット群Ｇ２が設けられている。

第３処理ユニット群Ｇ３では、ウエハＷに加熱処理を施す高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）、高精度でウエハＷの温調を行う高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ３）、温調ユニット（ＴＣＰ）、第１主搬送部Ａ１と第２主搬送部Ａ２との間でのウエハＷの受け渡し部となるトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）が、例えば１０段に重ねられている。

第４処理ユニット群Ｇ４では、例えば、レジスト塗布後のウエハＷに加熱処理を施すプリベークユニット（ＰＡＢ）、現像処理後のウエハＷに加熱処理を施すポストベークユニット（ＰＯＳＴ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ４）、第２主搬送部Ａ２と第３主搬送部Ａ３との間でのウエハＷの受け渡し部となるトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ４）が、例えば１０段に重ねられている。第５処理ユニット群Ｇ５では、例えば、露光後現像前のウエハＷに加熱処理を施すポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ５）、第３主搬送部Ａ３と第１ウエハ搬送体１９との間でのウエハＷの受け渡し部となるトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ５）が、例えば１０段に重ねられている。

第２主搬送部Ａ２の背面側には、アドヒージョンユニット（ＡＤ）と、ウエハＷを加熱する加熱ユニット（ＨＰ）とを有する第６処理ユニット群Ｇ６が設けられている。また、第３主搬送部Ａ３の背面側には、ウエハＷのエッジ部を選択的に露光する周辺露光装置（ＷＥＥ）と、レジスト膜厚を測定する膜厚測定装置（ＦＴＩ）とを有する第７処理ユニット群Ｇ７が設けられている。

第１処理ユニット群Ｇ１では、レジスト膜を成膜する３つのレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）と、反射防止膜を成膜するボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）が計５段に重ねられている。なお、図１に示される‘ＣＰ’はコーターカップを、‘ＳＰ’はスピンチャックを示している。第２処理ユニット群Ｇ２では、現像ユニット（ＤＥＶ）が５段に重ねられている。

第２主搬送部Ａ２には第２主ウエハ搬送装置１７が設けられている。この第２主ウエハ搬送装置１７は、ウエハＷを保持する３本のアームを備えており、これらのアームは、一体的にＺ軸回りに回転し、Ｚ軸方向に昇降し、別々に水平方向（Ｘ−Ｙ面内）で伸縮自在である。これにより第２主ウエハ搬送装置１７は、第１処理ユニット群Ｇ１、第３処理ユニット群Ｇ３、第４処理ユニット群Ｇ４と第６処理ユニット群Ｇ６の各ユニットに選択的にアクセス可能である。第３主搬送部Ａ３には、第２主ウエハ搬送装置１７と同様の構造を有する第３主ウエハ搬送装置１８が設けられており、第３主ウエハ搬送装置１８は、第２処理ユニット群Ｇ２、第４処理ユニット群Ｇ４、第５処理ユニット群Ｇ５、第７処理ユニット群Ｇ７の各ユニットに選択的にアクセス可能である。

第１処理ユニット群Ｇ１と検査ステーション１２との間および第２処理ユニット群Ｇ２とインターフェースステーション１４との間にはそれぞれ、第１，第２処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２に処理液を供給する液温調ポンプ２５，２６と、レジスト塗布／現像処理システム１外の空調器からの清浄な空気を各処理ユニット群Ｇ１〜Ｇ５の内部に供給するためのダクト２９，３０が設けられている。

第１および第２処理ユニット群Ｇ１，Ｇ２のそれぞれの最下段には、これらに薬液を供給するケミカルユニット（ＣＨＭ）２７，２８が設けられている。

処理ステーション１３の背面側のパネルおよび第１処理ユニット群Ｇ１〜第７処理ユニット群Ｇ７は、メンテナンスのために取り外しが可能となっている。

インターフェースステーション１４は、処理ステーション１３側の第１インターフェースステーション１４ａと、露光装置１５側の第２インターフェースステーション１４ｂとから構成されている。第１インターフェースステーション１４ａには第５処理ユニット群Ｇ５の開口部と対面するように第１ウエハ搬送体１９が配置され、第２インターフェースステーション１４ｂにはＸ方向に移動可能な第２ウエハ搬送体２０が配置されている。

第１ウエハ搬送体１９の背面側には、上から順に、周辺露光装置（ＷＥＥ）、露光装置１５に搬送されるウエハＷを一時収容するイン用バッファカセット（ＩＮＢＲ）、露光装置１５から搬出されたウエハＷを一時収容するアウト用バッファカセット（ＯＵＴＢＲ）が積み重ねられた、第８処理ユニット群Ｇ８が設けられている。第１ウエハ搬送体１９の正面側には、上から順に、トランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）と、２段の高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ９）が積み重ねられた、第９処理ユニット群Ｇ９が設けられている。

第１ウエハ搬送体１９は、ウエハ受け渡し用のフォーク１９ａを有している。このフォーク１９ａは、第５処理ユニット群Ｇ５、第８処理ユニット群Ｇ８、第９処理ユニット群Ｇ９の各ユニットに対してアクセスし、各ユニット間でウエハＷを搬送する。また、第２ウエハ搬送体２０は、ウエハ受け渡し用のフォーク２０ａを有している。このフォーク２０ａは、第９処理ユニット群Ｇ９の各ユニットと、露光装置１５のインステージ１５ａおよびアウトステージ１５ｂに対してアクセス可能であり、これら各部の間でウエハＷを搬送する。

レジスト塗布／現像処理システム１の各構成部は、制御ステーション５０により制御される構成となっている。制御ステーション５０は、ＣＰＵを備えたプロセスコントローラ５１と、ユーザーインターフェース５２と、記憶部５３とを備えている。プロセスコントローラ５１には、工程管理者がレジスト塗布／現像処理システム１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、レジスト塗布／現像処理システム１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース５２が接続されている。

また、プロセスコントローラ５１には、レジスト塗布／現像処理システム１で実行される各種処理をプロセスコントローラ５１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部５３が接続されている。

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５２からの指示等にて任意のレシピを記憶部５３から呼び出してプロセスコントローラ５１に実行させることで、プロセスコントローラ５１の制御下で、レジスト塗布／現像処理システム１の所望の処理が行われる。また、前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピューター読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、不揮発性メモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。

このように構成されるレジスト塗布／現像処理システム１においては、ウエハカセット（ＣＲ）から取り出された１枚のウエハＷは、例えば、検査ステーション１２のトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｉ）に搬送され、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）で前検査工程としての処理前検査が行なわれた後、処理ステーション１３のトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）に搬送され、温調ユニット（ＴＣＰ）での温調、アドヒージョンユニット（ＡＤ）でのアドヒージョン処理、ボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）での反射防止膜の形成、加熱ユニット（ＨＰ）における加熱処理、高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）におけるベーク処理、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ３）での温調、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）でのレジスト液の塗布処理、プリベークユニット（ＰＡＢ）でのプリベーク処理、周辺露光装置（ＷＥＥ）での周辺露光処理を経て、露光装置１５内に搬送される。そして、ウエハＷは、露光装置１５での露光後、トランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）への搬送、ポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）でのポストエクスポージャーベーク処理、現像ユニット（ＤＥＶ）での現像処理、ポストベークユニット（ＰＯＳＴ）でのポストベーク処理を経て、再度検査ステーション１２に搬入され、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）で後検査工程としての処理後検査が行なわれた後、ウエハカセット（ＣＲ）へ戻される。
なお、以上の図１〜３では、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）を一つのみ図示しているが、例えばレジスト塗布処理、露光処理、現像処理などの処理毎にウエハＷの検査を実施する場合には、各処理ユニットの近傍にそれぞれ欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）を設けることもできる。

＜第１実施形態＞
図４は、本発明の第１実施形態にかかる基板処理方法の工程例を示すフロー図である。本実施形態の基板処理方法は、レジスト塗布／現像処理システム１を用いウエハに対してフォトリソグラフィー工程を実施するものであり、図４では主要な工程のみを示している。
まず、ステップＳ１０１では、ウエハＷに対して前検査工程としての処理前検査を実施する。処理前検査は、検査ステーション１２の欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）において実施される。処理前検査で検出された欠陥に関する情報、例えばウエハＷ上の欠陥の位置、大きさ、形状、個数などは、コンピュータ（ＰＣ）に保存される。

ステップＳ１０２では、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）においてウエハＷに対してレジスト塗布処理が行なわれ、引き続きステップＳ１０３では露光装置１５における露光処理、ステップＳ１０４では現像ユニット（ＤＥＶ）における現像処理が行なわれる。
現像処理後、ステップＳ１０５で後検査工程としての現像後検査が行なわれる。現像後検査は、ステップＳ１０１の処理前検査と同様に検査ステーション１２の欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）において実施され、検出された欠陥に関する情報は、コンピュータ（ＰＣ）に保存される。

続くステップＳ１０６では、処理前検査で検出された欠陥と現像後検査で検出された欠陥とを、コンピュータ（ＰＣ）により照合し、解析処理が行なわれる。この解析処理では、欠陥の位置や大きさ、形状、数などの欠陥情報を元に、ステップＳ１０５の現像後検査の欠陥からステップＳ１０１の処理前検査の欠陥が除外される。

図５に、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）において撮影されたウエハ像Ｗ’に現れた欠陥の様子を模式的に示す。図５（ａ）は、処理前検査（ステップＳ１０１）で検出されたマクロ欠陥を示している。一方、図５（ｂ）は現像後検査（ステップＳ１０５）で検出されたマクロ欠陥を示している。この現像後検査で検出されたマクロ欠陥には、ウエハＷの下地に元々存在していたマクロ欠陥と、フォトリソグラフィー工程で生じたマクロ欠陥とが含まれていることになる。
従って、図５（ｂ）の結果と同図（ａ）の結果とを比較し、現像後検査で検出されたマクロ欠陥から、ウエハＷに元々存在していたマクロ欠陥を差引くことにより、同図（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィー工程で生じたマクロ欠陥のみを抽出することができる。図５（ｂ）の結果と同図（ａ）の結果との比較は、画像解析により、例えば欠陥の座標（位置）、大きさ（Ｘ方向、Ｙ方向）などを元に同一欠陥であるかどうかを識別することによって行なうことが出来る。このフォトリソグラフィー工程で生じた欠陥の抽出作業は、例えばコンピューター（ＰＣ）上で自動的に実施できる。

このように解析処理を行なうことによって、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４までのフォトレジスト工程で発生した欠陥を抽出することができる。従って、ウエハＷの下地欠陥を除き、フォトリソグラフィー工程で生じた欠陥だけを自動的に把握できるので、ウエハＷに下地欠陥が多い場合でもフォトリソグラフィー工程での出荷判断を迅速に、かつ正確に行なうことができる。また、作業者の経験に頼らず、誰にでも正確な判断が可能になるため、検査内容にばらつきが生じることなく、信頼性の高い半導体製品を提供できる。

また、図１に示すレジスト塗布／現像処理システム１のように欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）がインラインで組み込まれている装置では、下地欠陥の識別や分類に要する時間が必要なくなるので、装置の停止時間を大幅に短縮でき、生産性向上が期待できる。また、欠陥検査装置を外部に連結して検査を行なう方法では、検査のため、レジスト塗布／現像処理システムからウエハＷを一旦搬出する必要があるが、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）をインライン化することにより、外部への搬出による新たなパーティクル付着の危険がなくなり、外置の欠陥検査装置を用いる場合のように空きを待つ必要も無くなるので、生産性向上が期待できる。

＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態にかかる基板処理方法における処理ルーチン例を示すフロー図である。本実施形態では、ある１枚のウエハＷに対し、レジスト塗布／現像処理システム１を用いフォトリソグラフィー工程を実施する通常処理フロー（ステップＳ２０１〜ステップＳ２１１）と、重大な欠陥が検出された場合にダミー処理を行なうダミー処理フロー（ステップＳ２２１〜Ｓ２２６）が設けられている。

まず、ステップＳ２０１では、ウエハＷに対して前検査工程としての処理前検査を実施し、解析する。処理前検査は、検査ステーション１２の欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）において実施される。
処理前検査で検出された欠陥に関する情報を元に、ステップＳ２０２では、解析を行い、これらの欠陥が重大な欠陥であるか否かが判断される。なお、本発明において「重大な欠陥」とは、それ以後の処理を続けても半導体製品として正常に製品化することができないような欠陥を意味する。欠陥が重大か否かの判断は、ウエハＷの下地欠陥の情報、例えばウエハＷ上の欠陥の位置、大きさ、形状、個数などを指標として、軽微な欠陥から重大な欠陥までを分類したマスタテーブルを予め作製しておき、このマスタテーブルとステップＳ２０１で得られた検査結果をコンピューター（ＰＣ）上で照合することにより行なうことができる。

ステップＳ２０２で重大な欠陥ではない（Ｎｏ）と判断された場合、ウエハＷは、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）から搬出され、例えば、温調ユニット（ＴＣＰ）での温調、アドヒージョンユニット（ＡＤ）でのアドヒージョン処理、ボトムコーティングユニット（ＢＡＲＣ）での反射防止膜の形成、加熱ユニット（ＨＰ）における加熱処理、高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）におけるベーク処理、高精度温調ユニット（ＣＰＬ−Ｇ_３）での温調が行なわれた後、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）まで搬送され、ステップＳ２０３でレジスト塗布処理が行なわれ、さらにプリベークユニット（ＰＡＢ）でのプリベーク処理が行なわれる。

その後、ウエハＷは、再び欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）に搬送され、ステップＳ２０４で露光前検査が実施される。なお、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）を複数設け、ステップＳ２０１で使用した欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）とは別の欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）を用いてステップＳ２０４の露光前検査をおこなってもよい。

ステップＳ２０５では、露光前検査で検出された欠陥に関する情報を元に解析を行い、これらの欠陥が重大な欠陥であるか否かが判断される。なお、下地欠陥が重大か否かについては、すでにステップＳ２０２で判断されているため、ここでは、主にステップＳ２０３のレジスト塗布処理で生じた欠陥について判断を行なうことができる。この判断は、前記ステップＳ２０２の場合と同様に、例えばレジスト塗布処理で起こりえる軽微な欠陥から重大な欠陥までを分類したマスタテーブルを用いて実施できる。

ステップＳ２０５で重大な欠陥ではない（Ｎｏ）と判断された場合、ウエハＷは、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）から搬出され、例えば、周辺露光装置（ＷＥＥ）での周辺露光処理を経て、露光装置１５内に搬送され、ステップＳ２０６で露光処理が実施される。さらに、露光処理後のウエハＷには、ポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）でのポストエクスポージャーベーク処理が施される。

次に、ウエハＷは、再び欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）に搬送され、ステップＳ２０７で現像前検査が実施される。なお、このステップＳ２０７の現像前検査は、ステップＳ２０１やステップＳ２０４で使用した欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）とは異なる欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）を用いて実施してもよい。

現像前検査（ステップＳ２０７）で検出された欠陥に関する情報を元に、ステップＳ２０８では解析を行い、これらの欠陥が重大な欠陥であるか否かが判断される。ここでは、主にステップＳ２０６の露光処理で生じた欠陥について判断を行なうことができる。この判断は、例えば露光処理で発生する欠陥、もしくは明らかになる欠陥を、軽微なものから重大なものまで分類したマスタテーブルを用いて実施できる。

ステップＳ２０８で重大な欠陥ではない（Ｎｏ）と判断された場合、ウエハＷは、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）から搬出され、現像ユニット（ＤＥＶ）へ搬送されてステップＳ２０９で現像処理が行なわれる。現像処理後のウエハＷには、さらにポストベークユニット（ＰＯＳＴ）でのポストベーク処理が施される。

次に、ウエハＷは再び欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）に搬送され、ステップＳ２１０で現像後検査が実施され、その後、ウエハカセット（ＣＲ）へ戻される。
そして、ステップＳ２１１では、塗布前検査（ステップＳ２０１）で検出された欠陥と、現像後検査（ステップＳ２１０）で検出された欠陥とを照合し、解析処理が行なわれる。この解析処理では、欠陥の位置や大きさ、形状、数などの欠陥情報を元に、ステップＳ２１０の現像後検査の欠陥からステップＳ２０１の塗布前検査の欠陥が削除される。これにより、フォトリソグラフィー工程で生じた欠陥を把握することができる（第１実施形態に関する図５参照）。なお、ステップＳ２０９の現像処理で生じた重大な欠陥のみを抽出することもできる。

以上の正常なウエハＷの処理フローに対し、図６のステップＳ２０２で重大な欠陥がある（Ｙｅｓ）と判断されたウエハＷは、通常処理フローとは異なるダミー処理フローに基づき、ダミー塗布処理（ステップＳ２２１）、ダミー露光処理（ステップＳ２２３）、ダミー現像処理（ステップＳ２２５）が行なわれる。
また、ステップＳ２０５ではじめて重大な欠陥がある（Ｙｅｓ）と判断されたウエハＷには、ダミー露光処理（ステップＳ２２３）およびダミー現像処理（ステップＳ２２５）が行なわれる。
さらに、ステップＳ２０８ではじめて重大な欠陥がある（Ｙｅｓ）と判断されたウエハＷには、ダミー現像処理（ステップＳ２２５）が行なわれる。

また、ダミー処理フローには、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）で画像撮影を行なわないダミー検査工程が設けられている（ステップＳ２２２、ステップＳ２２４およびステップＳ２２６）。すでに重大な欠陥が発見されたウエハＷについて再度検査を実施する必要はないが、正常なウエハＷとの関係でウエハ処理の順序を維持する観点からダミー検査を行なうものである。ダミー検査は、例えば、重大な欠陥のあるウエハＷをトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｉ）に待機させることにより行なうことができる。
ダミー処理フローにおける各ダミー処理の詳細は、次に示す通りである。

ステップＳ２０２で重大な欠陥（Ｙｅｓ）と判断された場合、ウエハＷには、ダミー処理フローに基づき、ステップＳ２２１でダミー塗布処理が行なわれる。この場合、重大な欠陥のあるウエハＷは、正常なウエハＷと同様にレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）まで搬送されるが、ここではレジスト液の塗布は行なわれない。このため、無駄なレジスト液を浪費することが防止される。

また、ステップＳ２０２で重大な欠陥が判明した場合、ウエハＷを、例えばトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ３）に待機させることにより、加熱ユニット（ＨＰ）における加熱処理、高温度熱処理ユニット（ＢＡＫＥ）におけるベーク処理を行なわないようにしてもよい。このようにすることで、加熱に要するエネルギーと時間の浪費を回避できる。

さらに、ステップＳ２２１でダミー塗布処理を行なったウエハＷを、例えばトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ４）に待機させることにより、プリベークユニット（ＰＡＢ）におけるプリベーク処理を回避することも可能であり、これにより加熱に要するエネルギーと時間の浪費を防止できる。
なお、ステップＳ２２１のダミー塗布処理の後は、ステップＳ２２２でダミー検査が実施される。

ステップＳ２０５で重大な欠陥があると判断された場合、ウエハＷには、ダミー処理フローに基づき、ステップＳ２２３でダミー露光処理が行なわれる。ダミー露光処理は、露光装置１５で行なわれるが、エキシマレーザー光などによる光照射は行なわない。なお、露光処理については、重大な欠陥があるウエハＷについても、正常なウエハＷと同様に光照射を実施してもよい。また、重大な欠陥のあるウエハＷをトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ９）に待機させることにより、露光装置１５への搬入出自体を省略するともできる。

また、ダミー露光処理後のウエハＷは、例えばトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ５）に待機させることにより、ポストエクスポージャーベークユニット（ＰＥＢ）でのポストエクスポージャーベーク処理を行なわないようにしてもよい。このようにすることで、加熱に要するエネルギーと時間の浪費を回避できる。
なお、ステップＳ２２３のダミー露光処理の後は、ステップＳ２２４でダミー検査が実施される。

ステップＳ２０８で重大な欠陥（Ｙｅｓ）と判断された場合には、ダミー処理フローに基づき、ステップＳ２２５でダミー現像処理が行なわれる。この場合、重大な欠陥のあるウエハＷは、正常なウエハＷと同様に現像ユニット（ＤＥＶ）まで搬送されるが、ダミー現像処理では現像液の供給は行なわれない。このため、無駄な現像液を浪費することが防止される。

また、ダミー現像処理後のウエハＷを、例えばトランジションユニット（ＴＲＳ−Ｇ４）に待機させることにより、ポストベークユニット（ＰＯＳＴ）でのポストベーク処理を行なわないようにしてもよい。このようにすることで、加熱に要するエネルギーと時間の浪費を回避できる。
なお、ステップＳ２２５のダミー現像処理の後は、ステップＳ２２６でダミー検査が実施され、ウエハカセット（ＣＲ）へ戻される。重大な欠陥があるウエハＷについては、廃棄もしくは再生処理される。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態においては、検査ステーション１２をカセットステーション１１と処理ステーション１３の間に設けた場合について説明したが、検査ステーション１２を別の位置に設けることも可能であり、また、検査ステーション１２を複数箇所に設けることもできる。

さらに、検査ステーション１２におけるウエハＷの検査／測定は、欠陥検査ユニット（ＩＮＳ）と線幅測定ユニット（ＯＤＰ）による検査／測定に限定されるものではなく、例えば、検査ステーション１２に、膜厚測定装置（ＦＴＩ）や、露光により生じるパターンの位置ズレを検査するデフォーカス検査装置、ウエハに付着したパーティクル数を検出するパーティクル検査装置、ウエハの表面から飛び出したレジスト液の溶剤がウエハに再付着しているか否かを検査するスプラッシュバック検査装置、ウエハ表面の同一場所に同一の形状で現れる共通欠陥を検出する共通欠陥検出装置、現像処理後のウエハに残るレジスト残査を検出するスカム検出装置、その他クランプリング検査装置やＮＯ ＲＥＳＩＳＴ検査装置、ＮＯ ＤＥＶＬＯＰ検査装置等を組み込むことも可能である。

上記実施の形態においては、処理される基板として半導体ウエハを取り上げたが、基板は、液晶表示装置（ＬＣＤ）に使用されるガラス基板や、フォトマスクに使われるレチクル基板であってもよい。また、基板の処理についてレジスト塗布／現像処理を取り上げたが、洗浄処理や層間絶縁膜塗布処理、エッチング処理等の各処理を行う基板処理装置にも本発明を適用することができる。この場合には、検査ステーションには基板の処理に対応する検査／測定装置が設けられる。

本発明の実施に用いられるレジスト塗布／現像処理システムの概略平面図。 図１に示すレジスト塗布／現像処理システムの概略正面図。 図１に示すレジスト塗布／現像処理システムの概略背面図。 本発明の第１実施形態の基板処理方法の工程例を示すフロー図。 フォトリソグラフィー工程の前後の基板の欠陥を模式的に示す図面。 本発明の第２実施形態の基板処理方法の工程例を示すフロー図。

符号の説明

１；レジスト塗布／現像処理システム
１１；カセットステーション
１２；検査ステーション
１３；処理ステーション
１４；インターフェースステーション
１５；露光装置
１６；第１主ウエハ搬送装置
１７；第２主ウエハ搬送装置
１８；第３主ウエハ搬送装置
２２；ウエハ搬送機構
３１；検査モジュール
ＩＮＳ；欠陥検査ユニット
ＯＤＰ；線幅測定ユニット
Ｇ１〜Ｇ９；第１処理ユニット群〜第９処理ユニット群
Ｗ…半導体ウエハ

Claims (7)

1. 基板を検査して欠陥を検出する前検査工程と、
   前記前検査工程後の基板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工程と、
   フォトマスクを用いて露光することにより前記レジスト膜にマスクパターンを転写する露光工程と、
   転写されたマスクパターンを元に基板上にレジストパターンを形成する現像工程と、
   前記現像工程の後に、基板を検査して欠陥を検出する後検査工程と、
   を含み、
   前記前検査工程で、以後の処理を続けても半導体製品として正常に製品化することができない欠陥が検出された基板に対し、以降の工程では、前記正常に製品化することができない欠陥が検出されない正常な基板に対する処理とは異なるダミー処理を行ない、
   前記レジスト塗布工程に対応するダミー処理として、基板に対しレジスト液を塗布しないダミー塗布処理が行われ、
   前記露光工程に対応するダミー処理として、基板に対し光を照射しないダミー露光処理が行われ、
   前記現像工程に対応するダミー処理として、基板に対し現像液を供給しないダミー現像処理が行なわれることを特徴とする、基板処理方法。
2. 前記レジスト塗布工程後の基板を検査して欠陥を検出する露光前検査工程をさらに含み、
   前記露光前検査工程で前記正常に製品化することができない欠陥が検出された基板に対し、以降の工程では、前記正常に製品化することができない欠陥が検出されない正常な基板に対する処理とは異なる前記ダミー露光処理、及び前記ダミー現像処理を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記露光工程後の基板を検査して欠陥を検出する現像前検査工程をさらに含み、
   前記現像前検査工程で前記正常に製品化することができない欠陥が検出された基板に対し、以降の工程では、前記正常に製品化することができない欠陥が検出されない正常な基板に対する処理とは異なる前記ダミー現像処理を行なうことを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の基板処理方法。
4. 前記前検査工程により検出された欠陥と、前記後検査工程により検出された欠陥と、を比較することにより、フォトリソグラフィー工程における欠陥のみを抽出するようにしたことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
5. さらに基板を加熱する熱処理工程を含み、該熱処理工程に対応する前記ダミー処理として、待機位置に基板を待機させて加熱を行なわないダミー熱処理を行なうことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板処理方法。
6. コンピューター上で動作し、実行時に、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された基板処理方法が行なわれるように基板処理装置を制御することを特徴とする、制御プログラム。
7. コンピューター上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピューター記憶媒体であって、
   前記制御プログラムは、実行時に、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された基板処理方法が行なわれるように、基板処理装置を制御するものであることを特徴とする、コンピューター記憶媒体。
   

Images