JP4734376B2 - 加熱装置の評価方法とパターン形成方法及び加熱装置の制御方法 - Google Patents

加熱装置の評価方法とパターン形成方法及び加熱装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、被処理基体を加熱するための加熱するための方法に係わり、特に光リソグラフィ等において露光の前或いは後にレジストパターンを加熱するのに適した加熱装置の評価方法とパターン形成方法及び加熱装置の制御方法に関する。
従来、半導体装置の回路パターンを形成するために光リソグラフィが用いられているが、この光リソグラフィでは、露光の前後にレジストを加熱処理（ベーク）することが行われる。そして、露光前後の半導体ウェハ（被処理基体）の加熱において、従来は加熱中に熱板より供給される熱量を一定であるとして、一定の時間の加熱を行うことで加熱量を決めていた。
しかしながら、このような加熱量の管理方法では、ウェハ毎の加熱中の温度プロファイルが異なるために、ウェハ毎の加熱量が実際には異なっているという問題があった。また、ウェハの面内に温度分布がある場合にウェハの温度を計測することができないために、ウェハ面内の温度分布を均一にすることはできなかった。
そのため、加熱量によって大きくパターン寸法が変化するようなレジストを用いた場合、ウェハの面内及び面間に寸法ばらつきが生じていた。また、これまでに行われていた赤外光を用いた温度計測では、可視光や紫外光と比べて波長が長いため、光学的な変化をモニタする場合には十分な精度は得られていないのが現状であった。
また、ウェハの面内の、レジストパターンの寸法を高精度にコントロールするためには、加熱中の半導体基板の処理温度を均一かつ正確に制御することが重要である。特にリソグラフィ工程では、化学増幅型レジストの導入により、露光後のＰＥＢ（Post Exposure Bake）と呼ばれるベーク処理の温度均一性が重要視されている。
高精度の面内均一性を達成するためには、加熱処理中の基板表面温度を面内で正確に測定し、加熱装置の制御を行うことが必要となる。
加熱処理中の基板表面温度を計測する１つの方法として、センサレー社製 Process Probe 1840 型などの加熱処理する半導体基板と同一の基板に熱電対などの温度センサを埋め込んだものを加熱処理し、温度測定する方法が挙げられる。しかし、処理基板に埋設されたセンサと計測器とを結ぶ配線をベークユニットから外へ取り出すため、密閉空間でベーク処理を行うような場合、配線が密閉状態を損なうため、処理時の条件を温度計測時にそのまま再現することが困難であり、測定精度を欠く要因となっていた。また、温度測定の際に正確に基板の載置位置などの条件を再現することができないため、測定結果の信頼性を損なうことが問題となっていた。
また、溶剤などの揮発性物質を含むベーク処理を行う際、揮発物質が処理容器（チャンバ）に付着しないように、空気あるいは窒素などの不活性な気体で排気あるいはパージあるいはその両方を行いチャンバ内に風の流れを形成するのが一般的である。処理基板にセンサを埋め込んだもので温度計測すると、引き出しの配線によって、風のながれが乱れ、実際の処理と異なる状態で温度計測することになり、測定精度を劣化させる要因となっていた。また、センサを固定する封止樹脂により、排気の風による温度低下を正確に測定できることができないという問題点があった。
この問題を解決するために、特許文献１ではベーク処理中の表面温度をベークユニット内に組み込まれた赤外線温度センサ（赤外線サーモグラフィ法）で基板全域に渡り測定し、得られた温度分布情報により各分割ヒータの温度制御を行う方法が提案されている。しかし、赤外線温度センサを用いた温度計測値は、下地の膜構造や膜厚に大きく依存するため、十分な測定精度が得られないという問題点があった。また、基板全域に渡り計測できる高精度な赤外線温度センサは一般に非常に高価なため、製造コストが高くなり、ベークユニットとしては実用的ではないという問題点があった。
これに対し、特許文献２では、ＰＥＢ後に潜像の線幅（露光部／未露光部）を測定し、その結果をＰＥＢ温度条件へフィードバックさせる方法並びに装置が提案されている。しかし、この方法では、高価な計測機器をベークユニットに搭載しないというメリットがあるものの、レジスト潜像が矩形形状にならないため、その線幅を正確に測定することが難しく、ＰＥＢ温度条件に精度良くフィードバックさせることが困難であるという問題点が生じていた。
また、一般に、ウェハ面内を全くの同一露光量で露光するのは困難で、各ショット間には露光量ばらつきが生じる。そのため、寸法ばらつきを抑制するためには、温度分布を均一にすると同時に、実際にレジストに入射する露光量の分布を隠逸にする必要がある。ところが、温度分布と実際に照射された露光量の分布を正確に測定することができなかった。
特開平１１−８１８０号公報 特開平１０−２７５７５５号公報
このように従来、レジストを塗布した被処理基板に対して露光前後の加熱処理を施す際に、被処理基体の加熱量を正確に測定することはできず、このためにレジストパターンの寸法ばらつきが生じる問題があった。
また、加熱処理時に被処理基板の加熱温度を正確に測定することができず、加熱装置の評価を行うことができなかった。また、加熱温度を正確に測定することができないために、加熱装置の制御を行うことができず、面内の加熱温度にむらができ、レジストパターンの寸法ばらつきが生じるという問題があった。
また、温度分布と実際に照射された露光量の分布を正確に測定することができず、露光装置及び加熱装置の評価を行うことができないという問題があった。また、また、実際の露光量及び加熱温度を正確に測定することができないために、露光装置及び加熱装置の制御を行うことができず、レジストパターンの寸法ばらつきが生じるという問題があった。
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、被処理基体の加熱量を一定に制御することができ、レジストパターンの寸法ばらつきの低減等に寄与し得る加熱装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的とするところは、加熱処理時の温度を正確に測定して温度分布を求めることができる加熱装置の評価方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的とするところは、露光時に照射された露光量、並びに加熱処理時の温度を正確に測定して露光量分布及び温度分布を求めることができる加熱装置及び露光装置の評価方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、加熱処理時の温度を正確に測定して温度分布を求めて、レジストパターンの寸法ばらつきの低減等を図る得るパターン形成方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、露光時に実際に照射された露光量、並びに加熱処理時の温度を正確に測定して温度分布を求めて露光装置及び加熱装置の制御を行うことによって、レジストパターンの寸法ばらつきの低減等を図る得るパターン形成方法を提供することにある。
（構成）
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
即ち、本発明（請求項１）は、基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、前記感光性樹脂膜の複数の露光領域に対して、照射量Ｄopt で露光を行う工程と、前記感光性樹脂膜に対して加熱処理を行い、該感光性樹脂膜の膜厚をそれぞれの露光領域と隣接する未露光領域で測定し、露光領域と未露光領域の膜厚差ΔＴｒを求める工程と、求められた各露光領域における膜厚差ΔＴｒ及び、予め求められている膜厚差ΔＴｒと加熱処理温度との関係から、前記加熱処理における加熱温度分布を求める工程とを含むことを特徴とする。
なお、本発明においては、前記照射量Ｄopt は、前記膜厚差ΔＴｒの温度に対する変化量∂ΔＴｒ／∂Ｔが極大値或いは最大となる値であることが好ましい。
また、本発明（請求項３）は、基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、前記感光性樹脂膜の複数の露光領域中の隣接する第１の露光部と第２の露光部に対して、それぞれの露光部に異なる照射量Ｄopt1，Ｄopt2を１回の照射で与える工程と、前記感光性樹脂膜に対して加熱処理を行い、該感光性樹脂膜の膜厚を、各露光領域中の第１及び第２の露光部，並びに隣接する未露光領域で測定し、各露光領域において第１の露光部と未露光領域との膜厚差ΔＴｒ1 ，第２の露光部と未露光領域の膜厚差ΔＴｒ2 を求める工程と、測定された各露光領域における膜厚差ΔＴｒ1 ，ΔＴｒ2 と、予め求められている露光量の変化に対する膜厚差の変化及び処理温度の変化に対する膜厚差の変化の関係から、前記加熱処理における加熱温度分布及び１回の照射で与える照射量の分布を求める工程とを含むことを特徴とする。
また、本発明（請求項４）は、基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、前記感光性樹脂膜の露光領域に対して、照射量Ｄopt で露光を行う工程と、前記感光性樹脂膜に対して加熱装置により加熱処理を行い、該感光性樹脂膜の膜厚を露光領域と隣接する未露光領域で測定し、露光領域と未露光領域の膜厚差ΔＴｒを測定する工程と、測定された露光領域における膜厚差ΔＴｒ及び、予め求められている膜厚差ΔＴｒと加熱処理温度との関係から、前記加熱処理における加熱温度を求める工程と、求められた加熱温度から前記加熱装置の調整を行う工程とを含む加熱装置の調整の後に、被加工基板上にレジスト膜を形成する工程と、投影基板上のパターンを前記レジスト膜に転写する工程と、前記レジスト膜に対して前記加熱装置により加熱処理を行う工程と、前記レジスト膜を現像液にさらして該レジスト膜の一部を選択的に除去する工程とを含むレジストパターン形成が行われることを特徴とする。
また、本発明（請求項５）は、被加工基板上にレジスト膜を形成する工程と、露光量Ｄopt で露光を行って、投影基板に形成されたパターンを前記レジスト膜に転写する工程と、前記レジスト膜に対して加熱装置により加熱処理を行う工程と、前記レジスト膜を現像液にさらして該レジスト膜の一部を選択的に除去する工程とを含むパターン形成方法において、前記加熱処理では、前記レジスト膜の膜厚を露光領域と隣接する未露光領域で測定し、露光領域と未露光領域の膜厚差ΔＴｒを測定し、測定された露光領域における膜厚差ΔＴｒ、及び予め求められている膜厚差ΔＴｒと加熱処理温度との関係から加熱温度を求め、求められれた加熱温度に応じて前記加熱装置の制御条件の調整を行いつつ前記レジスト膜を加熱することを特徴とする。
なお、本発明においては、前記照射量Ｄopt は、前記膜厚差ΔＴｒの温度に対する変化量∂ΔＴｒ／∂Ｔが極大値或いは最大となる値であることが好ましい。
また、本発明（請求項７）は、基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、露光装置により前記感光性樹脂膜の露光領域中の隣接する第１の露光部と第２の露光部に対して、それぞれの露光部に異なる照射量Ｄopt1，Ｄopt2を１回の照射で与える工程と、前記感光性樹脂膜に対して加熱装置により加熱処理を行い、該感光性樹脂膜の膜厚を、露光領域中の第１及び第２の露光部，並びに隣接する未露光領域で測定し、露光領域において第１の露光部と未露光領域との膜厚差ΔＴｒ1 ，第２の露光部と未露光領域の膜厚差ΔＴｒ2 を測定する工程と、測定された露光領域における膜厚差ΔＴｒ1 ，ΔＴｒ2 と、予め求められている露光量の変化に対する膜厚差の変化及び処理温度の変化に対する膜厚差の変化の関係から、前記加熱処理における加熱温度及び該第１及び第２の露光部に対して照射された実際の照射量を求める工程と、求められた加熱処理温度及び露光量から、前記加熱装置及び露光装置の調整を行う工程とを含む加熱装置及び露光装置の調整の後に、被加工基板にレジスト膜を形成する工程と、前記露光装置により、前記露光投影基板上のパターンを前記レジスト膜に転写する工程と、前記レジスト膜に対して前記加熱装置により加熱処理を行う工程と、前記レジスト膜を現像液にさらして該レジスト膜の一部を選択的に除去する工程とを含むレジストパターン形成が行われることを特徴とする。
また、本発明（請求項８）は、被加工基板上にレジスト膜を形成する工程と、露光装置により前記レジスト膜に対して露光を行って、投影基板に形成されたパターンを前記レジスト膜に転写する工程と、前記レジスト膜に対して加熱装置により加熱処理を行う工程と、前記レジスト膜を現像液にさらして該レジスト膜の一部を選択的に除去する工程とを含むパターン形成方法において、前記転写工程では、前記レジスト膜のモニタ領域中の隣接する第１の露光部と第２の露光部に対して、それぞれの露光部に異なる照射量Ｄopt1，Ｄopt2を１回の照射で与え、前記加熱処理工程では、前記レジスト膜の膜厚を、前記モニタ領域中の第１及び第２の露光部，並びに隣接する未露光領域で測定し、該モニタ領域において第１の露光部と未露光領域との膜厚差ΔＴｒ1 ，第２の露光部と未露光領域の膜厚差ΔＴｒ2 を測定し、測定されたモニタ領域における膜厚差ΔＴｒ1 ，ΔＴｒ2 と、予め求められている露光量の変化に対する膜厚差の変化及び処理温度の変化に対する膜厚差の変化の関係から、前記モニタ領域の加熱温度を求め、求められた加熱温度に応じて前記加熱装置の制御条件の調整を行いつつ前記レジスト膜を加熱することを特徴とする。
本発明によれば、加熱中のモニターパターン部分及びレジスト部分からの０次光強度が加熱温度と加熱時間により変化することを利用し、０次光強度をモニタすることによって、加熱中の被処理基板の加熱量を正確に検出することができる。従って、一定の温度となるように加熱装置にフィードバックすることで、被処理基板の温度を一定に保つことができる。また、加熱量が所望の値に達した時点で加熱を終了させることにより、総加熱量の制御が可能となり、被処理基板毎の加熱量を一定とすることができる。これらより被処理基板ごとの加熱条件が一定となり、被処理基板間の寸法ばらつきが低減される。また、複数のモニターヘッドを設けることにより、被処理基板の面内の加熱の均一性が向上し、被処理基板の面内の寸法ばらつきが低減される。これらより、デバイスの信頼性及び歩留まりが大きく向上する。
また、露光後の感光性樹脂膜の露光領域と隣接する未露光領域との膜厚差ΔＴｒと、予め求められた膜厚差と処理温度の関係から、露光領域での加熱温度を求めることでき、加熱装置の調整を行うことが容易にできる。
また、異なる２つの露光量に対して、膜厚差ΔＴｒを求め、予め求められた温度変化に対する膜厚差の変化及び露光量変化に対する膜厚差の変化の関係を用い、ウェハ面内の露光量変動ΔＤと温度変動ΔＴをそれぞれ算出することで、これまで分離が困難であった加熱処理時の温度分布と露光時の露光量分布を精度良く求めることができる。
（作用）
加工寸法の微細化に伴い、被処理基体の面内及び面間での寸法の均一性が必要となっている。加熱温度によって大きく寸法が変化してしまうレジストでは、被処理基体の面内及び面間の温度の均一性が特に必要となってきている。
そこで本発明では、加熱中の被処理基体におけるレジストそのものの情報、即ち膜厚の変化や潜像の変化を光学的に捉えることで、被処理基体に与えられた加熱量のモニタリングを行う。さらに、このモニタリングを赤外光よりも波長の短い可視光又は紫外光を用いて行う。そして、この結果を加熱手段に反映させることで、被処理基体の面内加熱量の均一性及び面間加熱量の均一性を向上させることが可能になり、面内及び面間での寸法の均一性を大きく向上させることができる。
従って本発明によれば、被処理基体の加熱量を一定に制御することができ、レジストパターンの寸法ばらつきを低減し、これによりデバイスの信頼性及び製造歩留まりの向上等に寄与することが可能となる。
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明を露光後のウェハ加熱時の加熱量モニタに利用した実施形態に関する装置構成図である。ここで、入射光及び０次光は斜め方向になっているが、垂直方向であってもよい。また、被処理基板をウェハとしているが、これはレティクル，液晶用基板など全てに適用できる。
本実施形態の加熱装置では、熱板１０８上に配置されたウェハ１０７に対し、光源１０１より上部の観察窓１０５を介して計測光１０２が入射される。観察窓１０５は、計測光１０２に対し十分な透過性を有するものである。ウェハ１０７からの０次光１０３は観察窓１０５を介してＣＣＤカメラ１０４で検出される。そして、画像処理によりモニターパターンのエリアが認識され、モニターパターン１０９からの０次光強度が算出されるものとなっている。
なお、モニターパターン１０９は、ウェハ１０７上のレジスト１０６に露光により形成された潜像であり、デバイスパターンとは異なる領域に配置してもよい。また、モニタするパターンはデバイスパターンそのものでもよいが、より加熱温度に対して０次光強度の変化が敏感なパターンであることが望ましい。モニターパターンの一例として、ここでは図２に示すようなホール径が０．５μｍの市松格子状のパターンを用いている。
本実施形態の装置を用いて、露光後のベーク（Post Exposure Bake：以下ＰＥＢと略記する）温度を１４０℃とした場合のＰＥＢ時間と０次光強度の関係を、図３に示す。この関係より、ＰＥＢ時間により０次光強度が変化することが分かる。０次光強度の変化はモニタパターン部分の潜像の変化（光学定数又は膜厚）、即ち反応の進み具合（図２１に示すＳにあたる）を示す。従って、潜像の変化をモニタすることで、反応量を直接把握することができ、潜像が一定量変化したところでベークを停止させることで、各基板の反応量が同一になるように制御できる。
このように本実施形態では、加熱中のモニターパターン部分の０次光強度が加熱量により変化することを利用し、これをモニタすることによって、加熱中のウェハの加熱量を正確に検出することができる。従って、この加熱量をモニタし、所望の値に達した時点で加熱を終了させることで、精度の高い加熱量制御が可能となり、ウェハ毎の加熱量を一定とすることができる。これにより、露光後の加熱によるウェハ間のレジストパターンの寸法ばらつきを低減することができ、その結果として、デバイスの信頼性及び製造歩留まりの向上をはかることが可能となる。
（第２の実施形態）
図４は、本発明を露光前のウェハ加熱時の加熱量モニタに利用した実施形態に関する装置構成図である。ここで、入射光及び０次光は斜め方向になっているが、垂直方向であってもよい。また、被処理基板をウェハとしているが、これはレティクル，液晶用基板など全てに適用できる。
本実施形態の加熱装置では、熱板４０８上に配置されたウェハ４０７に対し、光源４０１より上部の観察窓４０５を介して計測光４０２が入射される。観察窓４０５は、計測光４０２に対し十分な透過性を有するものである。ウェハ４０７からの０次光４０３は観察窓４０５を介して検出器４０４で検出され、レジスト４０６からの０次光強度が算出される。
本実施形態の装置を用いて、露光前のベーク（pre assist bake：以下ＰＡＢと略記する）温度を１４０℃とした場合のＰＡＢ時間と０次光強度の関係を、図５に示す。この関係より、ＰＡＢ時間により０次光強度が変化することが分かる。０次光強度の変化は溶剤が膜中より蒸発したことで生じるレジスト部分の膜厚の変化を意味する。従って、膜厚の変化をモニタすることで、溶剤の蒸発量及び蒸発の過程を知ることができ、単位時間当たりの蒸発量に変化を持たせることでレジストの膜厚方向で組成比に変化を持たせることができ、また特定の反射率が得られた時点でベークを停止することで、所望の残存溶剤量を有した所望膜厚の膜を得ることができる。
このように本実施形態では、加熱中のレジスト部分の０次光強度が加熱量により変化することを利用し、これをモニタすることによって、加熱中のウェハの加熱量を正確に検出することができる。従って、この加熱量をモニタし、所望の値に達した時点で加熱を終了させることで、精度の高い加熱量制御が可能となり、ウェハ毎の加熱量を一定とすることができる。これにより、露光前の加熱によるウェハ間の寸法ばらつきを低減することができ、その結果として、デバイスの信頼性及び製造歩留まりの向上をはかることが可能となる。
（第３の実施形態）
図６は、本発明を露光後のウェハ加熱時の加熱量モニタに利用した実施形態に関する装置構成図である。ここで、入射光及び０次光は斜め方向になっているが、垂直方向であってもよい。また、被処理基板をウェハとしているが、これはレティクル，液晶用基板など全てに適用できる。
本実施形態の加熱装置では、グレーティングにより分光可能なランプハウス６０１で波長４７０ｎｍ（半値幅５ｎｍ）に狭帯化した光は、加熱ユニットと観察窓６１２で分離して設置されているコリメーションレンズ６０３に光ファイバー６０２により導入される。観察窓６１２は、計測光に対し十分な透過性を有するものである。ここで入射させる光をコリメーションレンズ６０３によりほぼ単色の平行光６０４とし、加熱中のウェハ６０７に入射させる。
ウェハ６０７からの０次光６１３は観察窓６１２を介してＣＣＤカメラ６１４で検出される。そして、画像処理によりウェハ６０７上のレジスト６０６に形成されたモニターパターン６１１のエリアが認識され、モニターパターン６１１からの０次光強度が算出されるものとなっている。なお、図中の６０５は空気の流れ、６０８は昇降機、６０９は熱板、６１０は絶縁体を示している。また、モニターパターン６１１としては、第１の実施形態で説明したようなものを用いることができ、ここでは前記図２に示すようなホール径が０．５μｍの市松格子状のパターンを用いる。
本装置における加熱量モニタのブロック図を、図７に示す。制御部７０１より加熱開始の信号が、加熱ユニット７１４，ランプハウス７０３，コリメーションレンズの駆動機構７０７，ＣＣＤカメラの駆動機構７１０に送られ、加熱が始まる。ランプハウス７０３には波長の情報が送られ、決められた波長の光がファイバー７０４を通して、コリメーションレンズ７０５に入射される。コリメーションレンズ７０５及びＣＣＤカメラ７１２はモニターパターンの位置に移動し、モニターパターンからの０次光強度を検出する。なお、図中の７１５はレジスト、７１６はウェハを示している。
本実施形態の装置を用いて、ＰＥＢ温度を１４０℃とした場合のＰＥＢ時間と０次光強度の関係は、前記図３に示した通りとなる。この関係より、ＰＥＢ時間により０次光強度が変化することが分かる。第１の実施形態で示した通り、０次光強度は加熱量に相当する。従って、ウェハの加熱中に０次光強度をモニタすることで、加熱量を測定することができる。従って、所望の加熱量となった時点で、制御部７０１より加熱終了の信号が加熱ユニット７１４，ランプハウス７０３，コリメーションレンズの駆動機構７０７，ＣＣＤカメラの駆動機構７１０に送られ、加熱を終了させることができる。
このように本実施形態では、加熱中のモニターパターン部分の０次光強度が加熱量により変化することを利用し、これをモニタすることによって、加熱中のウェハの加熱量を正確に検出することができる。従って、第１の実施形態と同様に、ウェハ毎の加熱量を一定にして加熱によるウェハ間のレジストパターンの寸法ばらつきを低減することができ、デバイスの信頼性及び製造歩留まりの向上をはかることが可能となる。
（第４の実施形態）
図８は、本発明を露光後のウェハ加熱時の加熱量モニタに利用した実施形態に関する装置構成図である。ここで、入射光及び０次光は垂直方向になっているが、斜め方向であってもよい。また、被処理基板をウェハとしているが、これはレティクル，液晶用基板など全てに適用できる。
本実施形態の加熱装置では、狭帯域フィルタにより分光可能なランプハウス８０１で波長４７０ｎｍ（半値幅５ｎｍ）に狭帯化した光は、加熱ユニットと観察窓８１６で分離して設置されているモニターヘッド８０３に光ファイバー８０２により導入される。観察窓８１６は、計測光に対して十分な透過性を有するものである。ここで入射させる光をコリメーションレンズ８０４によりほぼ単色の平行光８０５とし、加熱中のウェハ８１２に入射させる。
ウェハ８１２上のレジスト８１１からの０次光８０６は観察窓８１６を介してファイバー８０８で検出され、強度測定器８０９によりレジスト未露光部分からの０次光強度が算出される。このとき、モニターヘッド８０３内での入射光のファイバー８０２と検出光のファイバー８０８の角度は、入射光が検出ファイバーで検出できるような角度に調整してある。また、検出ファイバーのレンズ８０７はレジスト未露光部分からの反射光だけを検出するように、レンズの開口数が決められている。
なお、図中の８１０は空気の流れ、８１３は熱板、８１４は昇降機、８１５は絶縁体を示している。
本装置における加熱量モニタのブロック図を、図９に示す。制御部９０１より加熱開始の信号が、加熱ユニット９１３，ランプハウス９０３，モニターヘッドの駆動機構９１０に送られ、加熱が始まる。ランプハウス９０３には波長の情報が送られ、決められた波長の光がファイバー９０４を通して、モニターヘッド９０５に入射される。モニターヘッド９０５はウェハのショットマップをもとにレジストの未露光部分の位置に移動する。そして、検出された光は強度検出器９０７に送られ、レジスト未露光部からの０次光強度が算出される。
本実施形態の装置を用いて、ＰＥＢ温度を１４０℃とした場合のＰＥＢ時間と０次光強度の関係は、図１５に示した通りとなる。この関係より、ＰＥＢ時間により０次光強度が変化することが分かる。第１の実施形態で示した通り、０次光強度は加熱量に相当する。従って、ウェハの加熱中に０次光強度をモニタすることで、加熱量を測定することができる。従って、所望の加熱量となった時点で、制御部９０１より加熱終了の信号が加熱ユニット９１３，ランプハウス９０３，モニターヘッドの駆動機構９１０に送られ、加熱を終了させることができる。
このように本実施形態では、加熱中におけるレジストの未露光部分の０次光強度が加熱量により変化することを利用し、これをモニタすることによって、加熱中のウェハの加熱量を正確に検出することができる。従って、第２の実施形態と同様に、ウェハ毎の加熱量を一定にして加熱によるウェハ間のレジストパターンの寸法ばらつきを低減することができ、デバイスの信頼性及び製造歩留まりの向上をはかることが可能となる。
（第５の実施形態）
図１０は、本発明を露光後のウェハ加熱時の加熱量モニタに利用した実施形態に関する装置構成図である。ここで、入射光及び０次光は垂直方向になっているが、斜め方向であってもよい。また、被処理基板をウェハとしているが、これはレティクル，液晶用基板など全てに適用できる。
狭帯域フィルタにより分光可能なランプハウス１００１で波長４７０ｎｍ（半値幅５ｎｍ）に狭帯化した光１００２は、加熱ユニットと観察窓１０１３で分離して設置されているモニターヘッド１００３に光ファイバー１００２により導入される。観察窓１０１３は、計測光に対し十分な透過性を有するものである。ここで入射させる光をコリメーションレンズ１００４によりほぼ単色の平行光とし、加熱中のウェハ１００８に入射させる。
ウェハ１００８からの０次光は観察窓１０１３を介してＣＣＤカメラ１００５で検出される。そして、画像処理によりレジスト１００７に形成されたモニターパターン１００９のエリアが認識され、モニターパターン１００９からの０次光強度が算出される。また、入射光のファイバー１００２の角度とＣＣＤカメラ１００５の検出角度とは等しくなるように設定されている。モニターパターン１００９としては、第１の実施形態で説明したようなものを用いることができ、ここでは前記図２に示すようなホール径が０．５μｍの市松格子状のパターンを用いる。
なお、図中の１００６は空気の流れ、１０１１は昇降機、１０１０は熱板、１０１２は絶縁体を示している。
本装置における加熱量モニタのブロック図を、図１１に示す。制御部１１０１より加熱開始の信号が、加熱ユニット１１１１，ランプハウス１１０３，モニターヘッドの駆動機構１１０８に送られ、加熱が始まる。ランプハウス１１０３には波長の情報が送られ、決められた波長の光がファイバー１１０４を通して、モニターヘッド１１０５に入射される。モニターヘッド１１０５はウェハのショットマップをもとにモニターパターンの位置に移動し、０次光強度を算出する。なお、図中の１１１２はレジスト、１１１３はウェハを示している。
ＰＥＢの標準的な条件を、ＰＥＢ温度１４０℃、ＰＥＢ時間９０秒とする。ＰＥＢ温度が１４０℃と一定の場合のＰＥＢ時間とパターン潜像の反射光強度の関係は、図１２のようになる。実際のプロセスではウェハの温度は一定でないため、反射光の強度は図１２と一致しないプロファイルをとる。従って、あるＰＥＢ時間において反射光強度から加熱量の積算値を算出し、その積算値をもとに次の時間の加熱量を決定する。
加熱量が少ない場合には加熱ユニットに対して電流値を上げるようにフィードバックし、逆に加熱量が多い場合には加熱ユニットに対して電流値を下げるようにフィードバックする。そして、反射光強度の値がＰＥＢ終了時の所望値となった時点で、制御部１１０１より加熱終了の信号が加熱ユニット１１１１，ランプハウス１１０３，モニターヘッドの駆動機構１１０８に送られ、これにより加熱を終了させる。
このように本実施形態では、加熱中のモニターパターン部分の０次光強度が加熱温度と加熱時間により変化することを利用し、０次光強度をモニタすることによって、加熱中のウェハの加熱量を正確に検出することができる。従って、一定の温度となるように加熱装置にフィードバックすることで、ウェハの温度を一定に保つことができる。また、加熱量が所望の値に達した時点で加熱を終了させることにより、総加熱量の制御が可能となり、ウェハ毎の加熱量を一定とすることができる。これらより、ウェハ毎の加熱条件が一定となり、ウェハ間のレジストパターンの寸法ばらつきが低減され、デバイスの信頼性及び歩留まりが大きく向上する。
（第６の実施形態）
図１３は、本発明を露光後のウェハ加熱時の加熱量モニタに利用した実施形態に関する装置構成図である。ここで、入射光及び０次光は垂直方向になっているが、斜め方向であってもよい。また、被処理基板をウェハとしているが、これはレティクル，液晶用基板など全てに適用できる。
グレーティングにより分光可能なランプハウス１３０１で波長４７０ｎｍ（半値幅５ｎｍ）に狭帯化した光は、加熱ユニットと観察窓１３１５で分離して設置されているモニターヘッド１３０３に光ファイバー１３０２により導入される。観察窓１３１５は、計測光に対し十分な透過性を有するものである。ここで入射させる光をコリメーションレンズ１３０４によりほぼ単色の平行光１３０５とし、加熱中のウェハ１３１１に入射させる。
ウェハ１３１１上のレジスト１３１０からの０次光１３０６は観察窓１３１５を介してファイバー１３０８で検出され、強度測定器１３０９によりレジスト未露光部分からの０次光強度が算出される。このとき、モニターヘッド１３０３内での入射光のファイバー１３０２と検出光のファイバー１３０８の角度は、入射光が検出ファイバーで検出できるような角度に調整してある。また、検出ファイバーのレンズ１３０７はレジスト未露光部分からの反射光だけを検出するように、レンズの開口数が決められている。なお、図中の１３１２は熱板、１３１３は昇降機、１３１４は絶縁体を示している。
本装置における加熱量モニタのブロック図を、図１４に示す。制御部１４０１より加熱開始の信号が、加熱ユニット１４１３，ランプハウス１４０３，モニターヘッドの駆動機構１４１０に送られ、加熱が始まる。ランプハウス１４０３には波長の情報が送られ、決められた波長の光がファイバー１４０４を通して、モニターヘッド１４０５に入射される。モニターヘッド１４０５はウェハのショットマップをもとにレジストの露光部分の位置に移動する。検出した光は強度検出器１４０７に送られ、レジスト未露光部分からの０次光強度を算出する。なお、図中の１４１４はレジスト、１４１５はウェハを示している。
ＰＥＢの標準的な条件を、ＰＥＢ温度１４０℃、ＰＥＢ時間９０秒とする。ＰＥＢ温度が１４０℃と一定の場合のＰＥＢ時間とレジスト未露光部分の反射光強度の関係は、図１５のようになる。実際のプロセスではウェハの温度は一定でないため、反射光の強度は図１５と一致しないプロファイルをとる。従って、あるＰＥＢ時間において反射光強度から加熱量の積算値を算出し、その微分値をもとに次の時間の加熱量を決定する。
加熱量が少ない場合には加熱ユニットに対して電圧値を上げるようにフィードバックし、逆に加熱量が多い場合には加熱ユニットに対して電圧値を下げるようにフィードバックする。そして、反射光強度の値がＰＥＢ終了時の所望値となった時点で、制御部１４０１より加熱終了の信号が加熱ユニット１４１３，ランプハウス１４０３，モニターヘッドの駆動機構１４１０に送られ、これにより加熱を終了させる。
このように本実施形態では、加熱中のレジスト未露光部分の０次光強度が加熱温度と加熱時間により変化するため、０次光強度をモニタすることで、加熱中のウェハの加熱量を正確に検出することができる。従って、一定の温度となるように加熱装置にフィードバックすることで、ウェハの温度を一定に保つことができる。また、加熱量が所望の値に達した時点で加熱を終了させることにより、総加熱量の制御が可能となり、ウェハ毎の加熱量を一定とすることができる。これらよりウェハ毎の加熱条件が一定となり、ウェハ間のレジストパターンの寸法ばらつきが低減され、デバイスの信頼性及び歩留まりが大きく向上する。
（第７の実施形態）
図１６は、本発明を露光後のウェハ加熱時の加熱量モニタに利用した実施形態に関する装置構成図である。ここで、入射光及び０次光は垂直方向になっているが、斜め方向であってもよい。ここでは被処理基板をウェハとしているが、これはレティクル，液晶用基板など全てに適用できる。
狭帯域フィルタにより分光可能なランプハウス１６０１で波長４７０ｎｍ（半値幅５ｎｍ）に狭帯化した光を、加熱ユニットと観察窓１６１３で分離して設置されている２つのモニターヘッド１６０３，１６１４に、光ファイバー１６０２により導入する（両者は同じヘッドであるため、以下は１６０３のみ構成を記す）。観察窓１６１３は、計測光に対し十分な透過性を有するものである。ここで入射させる光をコリメーションレンズ１６０４によりほぼ単色の平行光とし、加熱中のウェハ１６０８に入射させる。
ウェハからの０次光は、観察窓１６１３を介してＣＣＤカメラ１６０５で検出される。そして、画像処理によりレジスト１６０７に露光されたモニターパターン１６０９のエリアが認識され、モニターパターン１６０９からの０次光強度が算出される。入射光のファイバー１６０３の角度とＣＣＤカメラ１６０５の検出角度は等しくなるように設定されている。
ここで、モニターヘッドを２つ用いるため、モニターパターン１６０９も２箇所に配置されている。モニターパターン１６０９としては、第１の実施形態で説明したようなものを用いることができ、ここでは前記図２に示すようなホール径が０．５μｍの市松格子状のパターンを用いる。
なお、図中の１６０６は空気の流れ、１６１１は昇降機、１６１０は熱板、１６１２は絶縁体、１６１６は制御部を示している。
本装置における加熱量モニタのブロック図を、図１７に示す。制御部１７０１より加熱開始の信号が、加熱ユニット１７１２，ランプハウス１７０３，モニターヘッドの駆動機構１７０９に送られ、加熱が始まる。ランプハウス１７０３には波長の情報が送られ、決められた波長の光がファイバー１７０４を通して、モニターヘッド１７０５，１７０６に入射される。モニターヘッド１７０５，１７０６はウェハのショットマップをもとにモニターパターンの位置に移動し、０次光強度を算出する。なお、図中の１７１３はレジスト、１７１４はウェハを示している。
ＰＥＢの標準的な条件を、ＰＥＢ温度１４０℃、ＰＥＢ時間９０秒とする。ＰＥＢ温度が１４０℃と一定の場合のＰＥＢ時間とパターン潜像部分の反射光強度の関係は、前記図１２のようになる。実際のプロセスではウェハの温度は一定でなく、またウェハ面内の温度が均一でないため、２つのモニターヘッドで計測される反射光の強度は図１２と一致しないプロファイルをとる。従って、あるＰＥＢ時間において反射光強度から加熱量の積算値を算出し、その積算値をもとに次の時間の加熱量を決定する。
加熱量が少ない場合には加熱ユニットに対して電圧値を上げるようにフィードバックし、逆に加熱量が多い場合には加熱ユニットに対して電圧値を下げるようにフィードバックする。そして、反射光強度の値がＰＥＢ終了時の所望値となった時点で、制御部１７０１より加熱終了の信号が加熱ユニット１７１２，ランプハウス１７０３，モニターヘッドの駆動機構１７０９に送られ、これにより加熱を終了させる。
このように本実施形態では、加熱中のモニターパターン部分の０次光強度が加熱温度と加熱時間により変化することを利用し、０次光強度をモニタすることによって、加熱中のウェハの加熱量を正確に検出することができる。従って、第５の実施形態と同様に、ウェハの温度を一定に保つことができ、さらにウェハ毎の加熱量を一定とすることができ、ウェハ毎に加熱条件が一定にしてウェハ間のレジストパターンの寸法ばらつきが低減される。さらに、複数のモニターヘッドを設けることにより、ウェハ面内の加熱の均一性が向上し、ウェハ面内の寸法ばらつきも低減される。これらより、デバイスの信頼性及び製造歩留まりが大きく向上する。
（第８の実施形態）
図１８は、本発明を露光前後のウェハの加熱時の加熱量モニタに利用した実施形態に関する装置構成図である。ここで、入射光及び０次光は垂直方向になっているが、斜め方向であってもよい。ここでは被処理基板をウェハとしているが、これはレティクル，液晶用基板など全てに適用できる。
グレーティングにより分光可能なランプハウス１８０１で波長４７０ｎｍ（半値幅５ｎｍ）に狭帯化した光を、加熱ユニットと観察窓１８１５で分離して設置されている２つのモニターヘッド１８０３，１８０８に、光ファイバー１８０２により導入する（両者は同じヘッドであるため、以下は１８０３のみ構成を記す）。観察窓１８１５は、計測光に対し十分な透過性を有するものである。ここで入射させる光をコリメーションレンズ１８０４によりほぼ単色の平行光とし、加熱中のウェハ１８１１に入射させる。
ウェハ１８１１上のレジスト１８１０からの０次光は、観察窓１８１５を介して集光レンズ１８０６により就航されてファイバー１８０５で検出され、強度測定器１８０７によりレジスト１８１０からの０次光強度が算出される。このとき、モニターヘッド１８０３内での入射光のファイバー１８０２と検出光のファイバー１８０５との角度は、入射光が検出ファイバーで検出できるような角度に調整されている。なお、図中の１８０９は空気の流れ、１８１３は昇降機、１８１２は熱板、１８１４は絶縁体を示している。
本装置における加熱量モニタのブロック図を、図１９に示す。制御部１９０１より加熱開始の信号が、加熱ユニット１９１４，ランプハウス１９０３，モニターヘッドの駆動機構１９０９に送られ、加熱が始まる。ランプハウス１９０３には波長の情報が送られ、決められた波長の光がファイバー１９０４を通して、モニターヘッド１９０５，１９０６に入射される。モニターヘッド１９０５，１９０６はウェハのレジストの位置に移動する。検出した光は強度検出器１９１１に送られ、レジスト部分からの０次光強度を算出する。なお、図中の１９１５はレジスト、１９１６はウェハを示している。
ＰＡＢの標準的な条件を、ＰＡＢ温度１４０℃、ＰＡＢ時間９０秒とする。ＰＡＢ温度が１４０℃と一定の場合のＰＡＢ時間とレジストの反射光強度の関係は、図２０のようになる。実際のプロセスではウェハの温度は一定でなく、またウェハ面内の温度が均一でないため、２つのモニターヘッドで計測される反射光の強度は図２０と一致しないプロファイルをとる。従って、あるＰＡＢ時間においてそれぞれの反射光強度が所望値よりも小さい場合は加熱ユニットに対して電圧値を上げるようにフィードバックし、逆にそれぞれの反射光が所望値よりも大きい場合には加熱ユニットに対して電圧値を下げるようにフィードバックする。そして、反射光強度の値がＰＡＢ終了時の所望値となった時点で、制御部１９０１より加熱終了の信号が加熱ユニット１９１４，ランプハウス１９０３，モニターヘッドの駆動機構１９０９に送られ、加熱を終了させる。
このように本装置では、加熱中のレジスト部分の０次光強度が加熱温度と加熱時間により変化することを利用し、０次光強度をモニタすることによって、加熱中のウェハの加熱量を正確に検出することができる。従って、第６の実施形態と同様に、ウェハの温度を一定に保つことができ、さらにウェハ毎の加熱量を一定とすることができる。ウェハ毎に加熱条件を一定にしてウェハ間レジストパターンの寸法ばらつきが低減される。さらに、複数のモニターヘッドを設けることにより、ウェハの面内の加熱の均一性が向上し、ウェハ面内の寸法ばらつきも低減される。これらより、デバイスの信頼性及び製造歩留まりが大きく向上する。
（第９の実施形態）
半導体素子の微細化に伴い、高精度の寸法コントロールを行うには、製造工程中の半導体基板の処理温度を均一かつ正確に制御することが重要である。特にリソグラフィ工程では、化学増幅型レジストの導入により、露光後のＰＥＢと呼ばれるベーク処理の温度均一性が重要視されている。
そこで、以下の実施形態では、露光後，且つ現像前のレジスト（感光性樹脂膜）を温度計測媒体として用いて、ＰＥＢにおけるレジスト膜面内の温度分布を測定する方法について説明する。また、測定された温度分布から、加熱処理に用いた加熱処理装置の調整を行って温度分布を均一にする方法についても説明する。
図２２は、リソグラフィ工程に於いて半導体基板（以下ウェハと称す）の処理を行う処理システムを模式的に示した図である。この処理システム２２００では、露光前の反射防止膜及びレジスト膜形成などの処理や露光後の加熱処理、現像処理などが行われる。
なお、処理システム２２００と図示されない露光装置との間では、処理システム２２００内のインターフェイスユニットＩＮＴを介して、ウェハの受け渡しが可能な構成となっている。
ウェハが載置されるウェハステーションＷＳに搬送ユニットＣＡＲが接続されている。搬送ユニットＣＡＲには、ウェハ上に反射防止膜を塗布する塗布ユニットＣＯＴ１、反射防止膜が塗布されたウェハのベーク処理を行うベークユニットＨＰ１、ウェハ上にレジストを塗布する塗布ユニットＣＯＴ２、レジストが塗布されたウェハのベーク処理を行うベークユニットＨＰ２が接続されている。また、図示されない露光装置で露光が行われたウェハのベーク処理を行うベークユニットＨＰ３が搬送ユニットＣＡＲに接続されている。そして、搬送ユニットＣＡＲに現像を行う現像ユニットＤＥＶが接続されている。
本実施形態では、ウェハ上に塗布されたレジストを温度計測媒体として用い、且つ現像処理は行わず、ＰＥＢ後のウェハを評価して、ベークユニットＨＰ３の制御条件を求めた。以下に、その詳細を説明する。
ウェハステーションＷＳに載置されたウェハ（図示せず）を搬送ユニットＣＡＲで塗布ユニットＣＯＴ１に搬送した。塗布ユニットＣＯＴ１で、ウェハ上に反射防止膜を塗布した後、ウェハを搬送ユニットＣＡＲによりベークユニットＨＰ１に搬送した。ベークユニットＨＰ１で、ウェハに対して１９０℃、６０秒の条件でベーク処理して、ウェハ上に膜厚６０ｎｍの反射防止膜を形成した。
その後、図示されない冷却ユニットを経て塗布ユニットＣＯＴ２で、反射防止膜上にポジ型化学増幅レジストを塗布した後、ウェハを搬送ユニットＣＡＲによりベークユニットＨＰ２に搬送した。ベークユニットＣＯＴ２では、ウェハに対して１４０℃、９０秒の条件でプリベークと呼ばれるレジスト中の溶剤を揮発させるための加熱処理を行い、反射防止膜上に４００ｎｍのレジスト膜を形成した。
次いで、ウェハを図示されない冷却ユニットで室温近傍まで冷却した後、インターフェイスユニットＩＮＴを経て図示されない露光装置へ搬送した。この露光工程では、図２３に示すように、ウェハ２３０１上に塗布された化学増幅型レジストに対して露光量１３．５ｍＪ／ｃｍ2 の条件で露光し、５ｍｍ角の露光領域２３０２をｘ方向、ｙ方向ともに１０ｍｍのステップでウェハ面内に形成した。なお、ノッチ２３０３は、ウェハの向きを識別するための印である。
露光後、ウェハはインターフェイスユニットＩＮＴを介して処理システム２２００に戻され、さらに搬送ユニットＣＡＲによりベークユニットＨＰ３に搬送され、ウェハに対してＰＥＢと呼ばれる露光後のベーク処理を行った。図２４にベークユニットＨＰ３にの平面図及び断面図を示す。図２４（ａ）はベークニットＨＰ３の裏面側の平面図、同図（ｂ）はＡ−Ａ’部の断面図である。ベークユニットＨＰ３は、均熱板２４０１に配設された３つの同心円ヒータ２４０２，２４０３，２４０４で構成され、個々のヒータ２４０２〜２４０４は埋め込まれた熱電対（図示せず）によりそれぞれが独立に温度制御されている。そして、ウェハは均熱板上に配設されたプロキシミティギャップ２４０５の上に載置されている。
ここでは、先ず全てのヒータ２４０２〜２４０４は１４０℃に設定した。ウェハに対してベークユニットＨＰ３で１４０℃、９０秒の条件でＰＥＢ処理を行った。次いでウェハを図示されない冷却ユニットで室温近傍まで冷却した後、ウェハステーションＷＳに搬送した。
次いで、このウェハを処理システムから取り出し、それぞれの５ｍｍ□の露光領域と隣接する未露光領域の膜厚をそれぞれ測定し、
ΔＴｒ＝（未露光領域の膜厚）−（露光領域の膜厚）
をウェハ面内の分布を算出した。
ここでは、先ず各５ｍｍ□の露光領域の露光領域の中心部からの０次回折光をＣＣＤカメラで観察し、その検出光強度Ｉを求める。そして、予め求められた図２５に示すＣＣＤ検出強度と膜厚差ΔＴｒとの関係から、各露光領域の膜厚差ΔＴｒを求めた。求められた膜厚差ΔＴｒの分布を図２６に示す。
そして、求められた膜厚差ΔＴｒから各露光領域における加熱処理温度を求めた。なお、膜厚差ΔＴｒから加熱処理温度を換算するには、予め求めた図２７に示す膜厚差ΔＴｒと加熱処理温度との関係を用いた。なお、この膜厚差ΔＴｒと加熱処理温度との関係を求める際、１３．５ｍＪｃｍ2 ，９０秒と固定して求めた。
図２６に示す領域Ａ及び領域Ｂでの膜厚差ΔＴｒは、それぞれ２５．０ｎｍ，２６．２ｎｍであった。図２７に示す関係から、膜厚差ΔＴｒを温度Ｔに換算すると、領域Ａでは１３９．６℃、領域Ｂでは１４０．４℃となり、領域Ａにおいては処理温度が所望温度（１４０℃）より０．４℃低く、領域Ｂにおいては０．４℃高かった。
この結果に基づき、領域Ａでのウェハ表面温度が０．４℃高く、領域Ｂでの表面温度が０．４℃低くなるように、領域Ａの位置に相当するヒータ２４０４及び領域Ｂの位置に相当するヒータ２４０３の制御条件を調整した。このような面内温度分布表化とヒータ制御の調整を繰り返し行うことで、面内の温度均一性（３σ）は０．４５℃から０．１０℃にまで改善した。
このように、膜厚差ΔＴｒに応じて、各ヒータの設定温度を調整することで、ウェハ面内でより均一なベーク処理を実現することが可能となる。
なお、ウェハの露光領域に対して露光を行う際の露光量の条件１３．５ｍＪ／ｃｍ2 は以下に示す手順で算出した。図２８に１４０℃近傍の∂ΔＴｒ／∂Ｔ（Ｔは温度）と露光量の関係を示す。ここで、∂ΔＴｒ／∂Ｔは、膜厚差ΔＴｒの温度Ｔに対する変化量を示すもので、その値が大きいほど、温度に対して膜厚差ΔＴｒ（反応量）が敏感に変化し、温度に対する分解能が向上する。本実施形態で使用したレジストは、図２８に示すように、露光量が１３．５ｍＪ／ｃｍ2 で最も∂ΔＴｒ／∂Ｔが大きくなり、温度に対する分解能が大きくなる。
また、一般に、ウェハ面内を全くの同一露光量で露光するのは困難で、各ショット間には露光量ばらつきが生じる。膜厚差ΔＴｒは温度Ｔと露光量Ｄの関数になるので、膜厚差ΔＴｒから温度分布を検出するには露光量変動に対する膜厚ΔＴｒの変化が小さいことが望ましい。
図２９に１４０℃近傍の∂ΔＴｒ／∂Ｄと露光量の関係を示す。ここで、∂ΔＴｒ／∂Ｄは膜厚差ΔＴｒの露光量Ｄに対する変化量を示すもので、その値が大きいほど、露光量に対してΔＴｒが敏感に変化することになる。図２９に示すように、∂ΔＴｒ／∂Ｔが極大値を持つ露光量１３．５ｍＪ／ｃｍ2 での∂ΔＴｒ／∂Ｄの値は最大値の１／４と、露光量変動に対する膜厚差ΔＴｒの変化量は小さかった。
このような露光量条件とすることで、各ショット間に露光量変動がある場合でも、膜厚差ΔＴｒの変動を抑制でき、かつ、ＰＥＢ時の温度変動を感度良く検出することができ、精度の優れた面内温度検出が可能となる。
本実施形態では、露光量を１３．５ｍＪ／ｃｍ2 としたが、この露光量に限るものでは無い。例えば、本実施形態に記載した方法により、使用するレジストの特性に応じて、感度よくかつ高精度に温度変化を膜厚差ΔＴｒの変化として検出できる条件を見出すことが望ましい。若しくは上記の特性を有するレジスト、すなわち∂ΔＴｒ／∂Ｔと∂ΔＴｒ／∂Ｄの極大値（最大値）を与える露光量が異なる特性を有するレジストを使用することが望ましい。
本実施形態では、露光領域からのＣＣＤ検出強度から、膜厚差ΔＴｒを求めたがこれに限定されることはない。例えば、隣接する未露光領域からのＣＣＤ検出強度で規格化した値を用いるとより高精度に膜厚差ΔＴｒを算出することができる。
また、本実施形態では、ベーク処理後のレジスト膜厚測定は、０次回折光をＣＣＤカメラで観察し、その検出光強度からレジスト膜厚を算出する方法で求めていたが、露光部及び未露光部のレジスト膜厚は反射光強度の波長依存性を利用した膜厚計、例えば nanometorics 社製 nanospec 210 で測定しても良い。なお、レジスト膜厚算出の際、レジスト及び反射防止膜の光学定数を予め分光エリプソ等で求めておくことが望ましい。
また、本実施形態では、３つの同心円ヒータからなるベークユニットを用いたが、ヒータ数、ヒータ形状はこれに限定されるものではない。例えば、図３０に示すような単一のリングヒータ３００１を熱源に持つ加熱処理装置にも適用することができる。なお、図３０（ａ）はベークユニットＨＰ３の裏面側の平面図、図３０（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’部の断面図である。また、図３０において、図２４と同一な部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
また、加熱装置の調整を行うためには、熱源に対応する位置の膜厚差ΔＴｒを測定し、測定された膜厚差ΔＴｒから温度を求めて調整を行えばよい。また、加熱装置の調整を行うために必ずしも面内の温度分布を求める必要はなく、１カ所の温度を求めても、調整を行うことができる。
次に、このようにして温度制御されたベークユニットＨＰ３を有する処理システムを用いて所望のレジストパターンを形成する方法について説明する。反射防止膜及びレジスト膜の形成工程は、先に説明したレジストを温度計測媒体として用いたヒータ制御条件の最適化と同一なので、ここでは省略し、露光後の工程について説明する。
露光装置で、所望の回路パターンをウェハ上に縮小投影露光した後、ウェハはインターフェイスユニットＩＮＴを介して処理システム２２００に戻され、さらに搬送ユニットＣＡＲでベークユニットＨＰ３に搬送され、ＰＥＢと呼ばれる露光後のベーク処理を行った。ここで、個々のヒータの設定温度はすでに述べた方法でウェハ面内で均一性の良い加熱処理ができるように最適化されている。ウェハに対してベークユニットＨＰ３で１４０℃、９０秒の条件でＰＥＢ処理を行った。
その後、ウェハを冷却ユニット（図示せず）で室温近傍まで冷却した後、現像ユニットＤＥＶで９０秒間のアルカリ現像処理を行った。現像処理終了後、リンス処理、スピン乾燥処理を行い、ウェハステーションにまで搬送した。
現像後のレジスト寸法をウェハ面内で測定した結果、回路パターンの１つである１８０ｎｍのライン＆スペースパターンの面内均一性は最適化していないＰＥＢ処理条件でレジストパターン形成を行ったときの１２．１ｎｍ（３σ）に比べ、７．２ｎｍと大幅に改善することができた。
本実施形態では、ＰＥＢ時の加熱処理条件の最適化を予め行った後、所望レジストパターンの形成を行ったが、これに限定されるものでは無い。所望パターンと同一露光用マスク上に、モニタ領域を設け、ＰＥＢ処理中にモニタ領域からの情報を取得し、逐次加熱条件にフィードバックしても良い。また、露光領域でのレジスト膜厚変化量ΔＴｒの時間変化、すなわち比例値（Ｐ），積分値（Ｉ），微分値（Ｄ）の少なくとも一つの値を用いたフィードバック動作でヒータ制御を行っても良い。
（第１０の実施形態）
実施形態では、露光装置及び加熱処理装置の調整を行う方法について説明する。なお、本実施形態で用いた図２２に示す処理システムは、第９の実施形態で用いたものと同一なものなので、その説明を省略する。
ウェハステーションＷＳに載置されたウェハを搬送ユニットＣＡＲで塗布ユニットＣＯＴ１に搬送した。ここで、ウェハ上に反射防止膜を回転塗布した後、搬送ユニットＣＡＲでベークユニットＨＰ１に搬送した。ここで、１９０℃、６０秒の条件でベーク処理して、ウェハ上に膜厚６０ｎｍの反射防止膜を形成した。その後、図示されない冷却ユニットを経て塗布ユニットＣＯＴ２でポジ型化学増幅レジストを塗布した後、ベークユニットＨＰ２に搬送し、１４０℃、９０秒の条件でプリベークと呼ばれる加熱処理を行い、反射防止膜上に４００ｎｍのレジスト膜を形成した。なお、ここでのレジストは第９の実施形態で記載したものと同一なものを用いた。ウェハを冷却ユニット（不図示）で室温近傍まで冷却した後、インターフェイスユニットを経て図示されない露光装置へ搬送した。
このウェハに対して図３１に示す投影露光用マスク３１０１を用いて露光した。投影露光用マスク３１０１は透明基板３１０２上に半透明膜を堆積して形成されており、領域３１０３と領域３１０４とで透過率が異なっている。半透明膜の膜厚を調整することでそれぞれの領域３１０３，３１０４での透過率を制御し、領域３１０３で強度透過率が５１．９％、領域３１０４で２３．１％となるようにした。
このウェハを露光量２６．０ｍＪ／ｃｍ2 の条件でウェハ全面に渡り露光した。なお、露光領域は露光装置のブラインド機能を用い、露光用マスクセンタを中心に５ｍｍ□とした。また、図３２に示すように、ウェハ３２０１上に５ｍｍ□の露光領域３２０２をｘ方向、ｙ方向ともに１０ｍｍのステップでウェハ全面にわたり露光した。レジスト上に照射される露光量は、露光用マスクの透過率に依存するため、５ｍｍ□の露光領域３２０２のショット内の左半分と右半分とで異なる。縮小投影時に左右が反転するため、第１の露光部３２０３の露光量は１３．５ｍＪ／ｃｍ2 、第２の露光部３２０４の露光量は６．０ｍＪ／ｃｍ2 となった。
露光後、ウェハはインターフェイスユニットＩＮＴを介して処理システム２２００に戻され、さらに搬送ユニットＣＡＲでベークユニットＨＰ３に搬送され、ＰＥＢと呼ばれる露光後のベーク処理を行った。ここで、ベークユニットＨＰ３は、第９の実施形態で記載されたような分割ヒータで構成されており、１４０℃、９０秒の条件でＰＥＢ処理を行った。次いでウェハを冷却ユニット（図示せず）で室温近傍まで冷却した後、ウェハステーションＷＳに搬送した。
次いで、このウェハを処理システムから取り出し、５ｍｍ□内の２つの露光部３２０３，３２０４と隣接する未露光領域の膜厚をそれぞれ測定し、
ΔＴｒ13.5＝（未露光領域の膜厚）−（第１の露光部３２０３の膜厚）
ΔＴｒ6.0 ＝（未露光領域の膜厚）−（第２の露光部３２０４の膜厚）
をウェハ面内で算出した。
露光部及び未露光領域のレジスト膜厚は、第９の実施形態と同様に、０次回折光をＣＣＤカメラで観察し、その検出光強度からレジスト膜厚を算出する方法で求めた。
各（ｘ、ｙ）座標での膜厚差ΔＴｒ13.5、ΔＴｒ6.0 を求めることで、レジスト膜厚の変化量ΔＴｒのウェハ面内分布を２つの露光量（１３．５ｍＪ／ｃｍ2、６．０ｍＪ／ｃｍ2 ）に対して得ることができた。
一般に、ウェハ面内を全くの同一露光量で露光するのは困難で、各ショット間には露光量ばらつきが生じる。膜厚差ΔＴｒは温度と露光量の関数になるので、より高精度に温度分布を検出するには露光量変動と分離させることが必要となる。
ここで、膜厚差ΔＴｒは次の式で近似できる。
Figure 0004734376
ここで、Ｆ（Ｄ）は所望処理温度（ここでは１４０℃）で、露光量Ｄを与えたときのレジストの膜厚変化量を示しており、露光量Ｄとの間には図３３に示す関係がある。また、ΔＤは露光量の面内での変動値、ΔＴは処理温度の処理温度の面内での変動値を示している。
（１）式の第１項は露光量と処理温度の変動値ΔＤ，ΔＴが０の時のレジスト膜厚変化量を示し、第２項は露光量変化時の膜厚差ΔＴｒ変化分を示し、第３項は処理温度変動時の膜厚差ΔＴｒの変化分を示している。
ここで、∂ΔＴｒ／∂Ｄ・（Ｄ），∂ΔＴｒ／∂Ｔ・（Ｄ）は、露光量ｄの関数なので、露光量Ｄが決まれば図２８，２９一意的に決まるので、∂ΔＴｒ／∂Ｄ・（Ｄ）＝ＡD，∂ΔＴｒ／∂Ｔ・（Ｄ）＝ＢD とおくと、（１）式は異なる二つの露光量に対しΔＴｒを求めることで、
ΔＴｒ（Ｄ1'，Ｔ’）＝Ｆ（Ｄ1）＋ΔＤ×ＡD1＋ΔＴ×ＢD1 （２）
ΔＴｒ（Ｄ2'，Ｔ’）＝Ｆ（Ｄ2）＋ΔＤ×ＡD2＋ΔＴ×ＢD2 （３）
（Ｄ’＝Ｄ＋ΔＤ，Ｔ’＝Ｔ＋ΔＴ）
を得ることができる。
先に述べたように、ＡD1，ＢD1，ＡD2，ＡD2は既知なので、（２），（３）式の連立方程式を解くことによって、ΔＤ，ΔＴを求めることができる。ウェハの中心位置での露光部での膜厚差を測定したところ、ΔＴｒ13.5は２４．４ｎｍ、ΔＴｒ6.0 は１２．８ｎｍとなった。ＡD1，ＢD1，ＡD2，ＡD2を求めることで、
ΔＤ＝＋０．１４ｍＪ／ｃｍ2 、ΔＴ＝−０．７５℃
を得ることができた。
このΔＤとΔＴを各露光領域において求めることによって、実際の照射量分布と温度分布を得ることができる。
このように、異なる２つの露光量に対して、膜厚差ΔＴｒを求め、温度変化に対するΔＴｒ変化量及び露光量変化に対するΔＴｒ変化量の関係を用い、ウェハ面内のΔＤとΔＴをそれぞれ算出することで、これまで分離が困難であった加熱処理時の温度分布と露光時の露光量分布を精度良く求めることができた。
このようにして得られた結果を露光装置の各ショットの露光量条件及び、ＰＥＢ時の加熱処理温度条件にフィードバックし、所望の回路パターン形成を行った。
より具体的なフィードバックの方法としては、例えばある領域での前記ΔＤがプラスの場合、ΔＤの値に応じてその領域に相当する位置での露光量を小さく設定し、マイナスの場合は−ΔＤに応じて露光量を大きくすれば良い。また、ある領域での前記ΔＴがプラスの場合、ΔＴに応じてその領域に相当する位置での加熱処理温度を小さく設定し、マイナスの場合は−ΔＴに応じて処理温度を大きくすれば良い。
このようにして、所望レジストパターンを形成した結果、パターンの１つである１５０ｎｍのライン＆スペースパターンの面内均一性はフィードバックを行わない従来の条件でレジストパターン形成を行ったときの１４．１ｎｍ（３σ）に比べ、５．２ｎｍと大幅に改善することができた。
本実施形態では、２つの露光量条件を６．０と１３．５ｍＪ／ｃｍ2 としたが、この露光量に限るものでは無い。例えば、本実施形態に記載した方法により使用するレジストの特性に応じて、露光量条件を見出すことが望ましい。
また、本実施形態では、ベーク処理後のレジスト膜厚測定は、０次回折光をＣＣＤカメラで観察し、その検出光強度からレジスト膜厚を算出する方法で求めていたが、露光部及び未露光部のレジスト膜厚は反射光強度の波長依存性を利用した膜厚計、例えば nanometorics 社製 nanospec 210 で測定しても良い。なお、レジスト膜厚算出の際、レジスト及び反射防止膜の光学定数を予め分光エリプソ等で求めておくことが望ましい。
本実施形態では、露光領域からのＣＣＤ検出強度から、膜厚差ΔＴｒを求めたがこれに限定されることはない。例えば、隣接する未露光領域からのＣＣＤ検出強度で規格化した値を用いるとより高精度に膜厚差ΔＴｒを算出することができる。
本実施形態では、ＰＥＢ時の加熱処理条件の最適化を予め行った後、所望レジストパターンの形成を行ったが、これに限定されるものでは無い。所望パターンと同一露光用マスク上に、モニタ領域を設け、ＰＥＢ処理中にモニタ領域からの情報を取得し、逐次加熱条件にフィードバックしても良い。また、露光領域でのレジスト膜厚変化量ΔＴｒの時間変化、すなわち比例値（Ｐ），積分値（Ｉ），微分値（Ｄ）の少なくとも一つの値を用いたフィードバック動作でヒータ制御を行っても良い。
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、半導体ウェハ等の被処理基体を加熱する手段としてヒータのような熱板を用いたが、これに限らずランプによる加熱など、基体を均一に加熱できるものであれば用いることができる。また、被処理基体に照射する光の波長は実施形態に限定されるものではなく、赤外光よりも波長の短い可視光又は紫外光であればよい。
また、実施形態ではレジストの露光前或いは露光後の加熱に適用したが、加熱量によって膜厚及び光学定数等が変化し反射光強度の変化を生じるものであれば、各種の被処理基体の加熱処理に適用することが可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
第１の実施形態に係わる加熱装置を示す概略構成図。 第１の実施形態におけるモニタパターンの一例を示す図。 第１の実施形態におけるＰＥＢ温度と潜像強度の関係を示す図。 第２の実施形態に係わる加熱装置を示す概略構成図。 第２の実施形態におけるＰＡＢ温度とレジストからの０次光強度との関係を示す図。 第３の実施形態に係わる加熱装置を示す概略構成図。 第３の実施形態における加熱量モニタのブロック図。 第４の実施形態に係わる加熱装置を示す概略構成図。 第４の実施形態における加熱量モニタのブロック図。 第５の実施形態に係わる加熱装置を示す概略構成図。 第５の実施形態における加熱量モニタのブロック図。 第５の実施形態におけるＰＥＢ温度と潜像強度との関係を示す図。 第６の実施形態に係わる加熱装置を示す概略構成図。 第６の実施形態における加熱量モニタのブロック図。 第６の実施形態におけるＰＥＢ時間とレジストの未露光部分の強度との関係を示す図。 第７の実施形態に係わる加熱装置を示す概略構成図。 第７の実施形態における加熱量モニタのブロック図。 第８の実施形態に係わる加熱装置を示す概略構成図。 第８の実施形態における加熱量モニタのブロック図。 第８の実施形態におけるＰＡＢ時間とレジスト部分の強度との関係を示す図。 ＰＥＢ時間とエネルギーとの関係を示す図。 第９の実施形態に係わる処理システムの構成を示す図。 露光が行われたウェハを示す平面図。 図２２に示す処理システムのベークユニットの構成を示す図。 膜厚差ΔＴｒと０次光の検出強度との関係を示す特性図。 ウェハの膜厚差ΔＴｒの分布を示す図。 膜厚差ΔＴｒと加熱処理温度との関係を示す特性図。 ∂ΔＴｒ／∂Ｔの露光量依存性を示す特性図。 ∂ΔＴｒ／∂Ｄの露光量依存性を示す特性図。 図２４に示すベークユニットと異なる例を示す図。 第１０の実施形態に係わる露光に用いられる露光マスクの構成を示す平面図。 露光が行われたウェハを示す平面図。 膜厚差ΔＴｒの露光量依存性を示す特性図。
符号の説明
１０１，４０１…光源
１０２，４０２，６０４，８０５…入射光
１０３，４０３，６１３，８０６…０次光
１０４，６１４，７１２…ＣＣＤカメラ
１０５，４０５，６１２，８１６…観察窓
１０６，４０６，６０６，７１５，８１１，９１４…レジスト
１０７，４０７，６０７，７１６，８１２，９１５…ウェハ
１０８，４０８，６０９，８１３…熱板
１０９，６１１…モニターパターン
４０４，８０９，９０７…検出器
６０１，７０３，８０１，９０３…分光可能なランプハウス
６０２，７０４，８０２，８０８，９０４，９０６…光ファイバー
６０３，７０５，８０４…コリメーションレンズ
６０５，８１０…空気の流れ
６０８，８１４…昇降機
６１０，８１５…絶縁体
７０１，９０１…制御部
７０７…コリメーションレンズの駆動機構
７１０…ＣＣＤカメラの駆動機構
７１４，９１３…加熱装置
８０３，９０５…モニターヘッド
８０７…集光レンズ
９１０…モニターヘッドの駆動機構
1001,1103,1301,1403,1601,1703,1801,1903 …分光可能なランプハウス
1002,1104,1302,1308,1406,1602,1704,1802,1805,1904,1907,1911 …光ファイバー
1003,1105,1303,1405,1603,1614,1705,1706,1803,1808,1905,1906 …モニターヘッド
1004,1304,1604,1804 …コリメーションレンズ
1005,1605 …ＣＣＤカメラ
1006,1606,1809…空気の流れ
1007,1112,1310,1414,1607,1713,1810,1915 …レジスト
1008,1113,1311,1415,1608,1714,1811,1916 …ウェハ
1009,1609 …モニターパターン
1010,1312,1610,1812…熱板
1011,1313,1611,1813 …昇降機
1012,1314,1612,1814 …絶縁体
1013,1315,1613,1815 …観察窓
1014,1101,1401,1616,1701,1901 …制御部
1108,1410,1709,1909 …モニターヘッドの駆動機構
1111,1413,1712,1914 …加熱装置
1305 …入射光
1306 …０次光
1307,1806 …集光レンズ
1407,1807,1911…検出器
1615 …ＣＣＤケーブル

Claims (7)

  1. 基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、
    前記感光性樹脂膜の複数の露光領域に対して、照射量Ｄopt で露光を行う工程と、
    前記感光性樹脂膜に対して加熱処理を行い、該感光性樹脂膜の膜厚をそれぞれの露光領域と隣接する未露光領域で測定し、露光領域と未露光領域の膜厚差ΔＴｒを求める工程と、
    求められた各露光領域における膜厚差ΔＴｒ及び、予め求められている膜厚差ΔＴｒと加熱処理温度との関係から、前記加熱処理における加熱温度分布を求める工程と、
    を含むことを特徴とする加熱装置の評価方法。
  2. 基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、
    前記感光性樹脂膜の複数の露光領域中の隣接する第１の露光部と第２の露光部に対して、それぞれの露光部に異なる照射量Ｄopt1，Ｄopt2を１回の照射で与える工程と、
    前記感光性樹脂膜に対して加熱処理を行い、該感光性樹脂膜の膜厚を、各露光領域中の第１及び第２の露光部，並びに隣接する未露光領域で測定し、各露光領域において第１の露光部と未露光領域との膜厚差ΔＴｒ1 ，第２の露光部と未露光領域の膜厚差ΔＴｒ2 を求める工程と、
    測定された各露光領域における膜厚差ΔＴｒ1 ，ΔＴｒ2 と、予め求められている露光量の変化に対する膜厚差の変化及び処理温度の変化に対する膜厚差の変化の関係から、前記加熱処理における加熱温度分布及び１回の照射で与える照射量の分布を求める工程と、
    を含むことを特徴とする加熱装置及び露光装置の評価方法。
  3. 基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、
    前記感光性樹脂膜の露光領域に対して、照射量Ｄopt で露光を行う工程と、
    前記感光性樹脂膜に対して加熱装置により加熱処理を行い、該感光性樹脂膜の膜厚を露光領域と隣接する未露光領域で測定し、露光領域と未露光領域の膜厚差ΔＴｒを測定する工程と、
    測定された露光領域における膜厚差ΔＴｒ及び、予め求められている膜厚差ΔＴｒと加熱処理温度との関係から、前記加熱処理における加熱温度を求める工程と、
    求められた加熱温度から前記加熱装置の調整を行う工程と、
    を含む加熱装置の調整の後に、
    被加工基板上にレジスト膜を形成する工程と、
    投影基板上のパターンを前記レジスト膜に転写する工程と、
    前記レジスト膜に対して前記加熱装置により加熱処理を行う工程と、
    前記レジスト膜を現像液にさらして該レジスト膜の一部を選択的に除去する工程と、
    を含むレジストパターン形成が行われることを特徴とするパターン形成方法。
  4. 被加工基板上にレジスト膜を形成する工程と、
    露光量Ｄopt で露光を行って、投影基板に形成されたパターンを前記レジスト膜に転写
    する工程と、
    前記レジスト膜に対して加熱装置により加熱処理を行う工程と、
    前記レジスト膜を現像液にさらして該レジスト膜の一部を選択的に除去する工程とを含むパターン形成方法において、
    前記加熱処理では、
    前記レジスト膜の膜厚を露光領域と隣接する未露光領域で測定し、露光領域と未露光領域の膜厚差ΔＴｒを測定し、
    測定された露光領域における膜厚差ΔＴｒ、及び予め求められている膜厚差ΔＴｒと加熱処理温度との関係から加熱温度を求め、
    求められた加熱温度に応じて前記加熱装置の制御条件の調整を行いつつ前記レジスト膜を加熱することを特徴とするパターン形成方法。
  5. 基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、
    露光装置により前記感光性樹脂膜の露光領域中の隣接する第１の露光部と第２の露光部に対して、それぞれの露光部に異なる照射量Ｄopt1，Ｄopt2を１回の照射で与える工程と、
    前記感光性樹脂膜に対して加熱装置により加熱処理を行い、該感光性樹脂膜の膜厚を、露光領域中の第１及び第２の露光部，並びに隣接する未露光領域で測定し、露光領域において第１の露光部と未露光領域との膜厚差ΔＴｒ1 ，第２の露光部と未露光領域の膜厚差ΔＴｒ2 を測定する工程と、
    測定された露光領域における膜厚差ΔＴｒ1 ，ΔＴｒ2 と、予め求められている露光量の変化に対する膜厚差の変化及び処理温度の変化に対する膜厚差の変化の関係から、前記加熱処理における加熱温度及び該第１及び第２の露光部に対して照射された実際の照射量を求める工程と、
    求められた加熱処理温度及び露光量から、前記加熱装置及び露光装置の調整を行う工程と、
    を含む加熱装置及び露光装置の調整の後に、
    被加工基板にレジスト膜を形成する工程と、
    前記露光装置により、前記露光投影基板上のパターンを前記レジスト膜に転写する工程と、
    前記レジスト膜に対して前記加熱装置により加熱処理を行う工程と、
    前記レジスト膜を現像液にさらして該レジスト膜の一部を選択的に除去する工程と、
    を含むレジストパターン形成が行われることを特徴とするパターン形成方法。
  6. 被加工基板上にレジスト膜を形成する工程と、
    露光装置により前記レジスト膜に対して露光を行って、投影基板に形成されたパターンを前記レジスト膜に転写する工程と、
    前記レジスト膜に対して加熱装置により加熱処理を行う工程と、
    前記レジスト膜を現像液にさらして該レジスト膜の一部を選択的に除去する工程とを含むパターン形成方法において、
    前記転写工程では、前記レジスト膜のモニタ領域中の隣接する第１の露光部と第２の露光部に対して、それぞれの露光部に異なる照射量Ｄopt1，Ｄopt2を１回の照射で与え、
    前記加熱処理工程では、
    前記レジスト膜の膜厚を、前記モニタ領域中の第１及び第２の露光部，並びに隣接する未露光領域で測定し、該モニタ領域において第１の露光部と未露光領域との膜厚差ΔＴｒ1 ，第２の露光部と未露光領域の膜厚差ΔＴｒ2 を測定し、
    測定されたモニタ領域における膜厚差ΔＴｒ1 ，ΔＴｒ2 と、予め求められている露光量の変化に対する膜厚差の変化及び処理温度の変化に対する膜厚差の変化の関係から、前記モニタ領域の加熱温度を求め、
    求められた加熱温度に応じて前記加熱装置の制御条件の調整を行いつつ前記レジスト膜を加熱することを特徴とするパターン形成方法。
  7. 基板上に感光性樹脂膜を形成するステップと、
    前記感光性樹脂膜に露光領域を形成するために、照射量Ｄの光によって前記感光性樹脂膜上の被露光領域を露光するステップと、
    加熱装置の熱源によって前記感光性樹脂膜を加熱するステップと、
    前記露光領域の前記感光性樹脂膜の膜厚、及び前記露光領域に隣接した非露光領域の前記感光性樹脂膜の膜厚を測定するステップと、
    前記露光領域と前記非露光領域との前記感光性樹脂膜の膜厚差ΔＴｒを計算するステップと、
    前記膜厚差ΔＴｒ、予め求められている膜厚差ΔＴｒと前記熱源の温度との関係から、前記熱源の温度を調整するステップとを含むことを特徴とする加熱装置の制御方法。
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