JP4917652B2 - 基板処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基板を処理する基板処理方法に関する。
半導体デバイスの製造においては、被処理基板である半導体ウェハ（以下、単に「ウェハ」という）上に回路パターンを形成するためのパターニング技術としてフォトリソグラフィが用いられている。フォトリソグラフィを用いた回路パターンの形成は、ウェハ上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜に光を照射して回路パターンに対応するようにレジスト膜を露光した後、これを現像処理するといった手順で行われる。
半導体デバイスは近時、動作速度の向上等の観点から高集積化の傾向にあるため、フォトリソグラフィを用いたパターニング技術においては、ウェハ上に形成される回路パターンの微細化が要求されている。このため、従来から露光に用いる光を短波長化することが進められているが、４５ｎｍノード以降の超微細な半導体デバイスに十分対応できていないのが現状である。
そこで、４５ｎｍノード以降の超微細な半導体デバイスに対応可能なパターニング技術として、一つの層のパターン形成に際して、フォトリソグラフィによるパターニングを複数回行う技術が提案されている（例えば特許文献１）。この中で、パターニング処理を２回行う技術をダブルパターニングと称している。
また、ダブルパターニングの一つの技術として、ＬＬＥ（リソグラフィ−リソグラフィ−エッチング：Lithography Lithography Etching）がある。ＬＬＥは、１回目のパターニング処理を行って１回目のレジストパターンを形成し、２回目のパターニング処理を行って２回目のレジストパターンを形成し、１回目及び２回目のレジストパターンをマスクとして、エッチングを行うものである。
特開平７−１４７２１９号公報
ところが、上述したような、ＬＬＥによるダブルパターニングを行ってレジストパターンを形成する場合、次のような問題がある。
パターニング処理を１回行う通常のシングルパターニングでは、パターニング処理を行うことによって形成されるレジストパターンの線幅ＣＤ（Critical Dimension）のウェハ間又はウェハ面内におけるばらつきを低減させるためには、パターニング処理における処理条件を調整又は補正する必要がある。
一方、ＬＬＥによるダブルパターニングでは、１回目のパターニング処理を行うことによって１回目のレジストパターン（第１のレジストパターン）を形成し、次に２回目のパターニング処理を行って２回目のレジストパターン（第２のレジストパターン）を形成する。第１のレジストパターンの線幅ＣＤのウェハ間又はウェハ面内におけるばらつきを低減させるためには、１回目のパターニング処理における処理条件を調整又は補正する必要がある。また、第２のレジストパターンの線幅ＣＤのウェハ間又はウェハ面内におけるばらつきを低減させるためには、２回目のパターニング処理における処理条件を調整又は補正する必要がある。
しかしながら、前述した例えば４５ｎｍノード以降の超微細なパターニングを行う場合、１回目のパターニング処理における処理条件を調整又は補正するだけでは、第１のレジストパターンの線幅ＣＤのウェハ間又はウェハ面内におけるばらつきを低減することができない。また、２回目のパターニング処理における処理条件を調整又は補正するだけでは、第２のレジストパターンの線幅ＣＤのウェハ間又はウェハ面内におけるばらつきを低減することができない。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ＬＬＥによるダブルパターニングを行うことによって微細なレジストパターンを形成する際に、基板間及び基板面内での１回目及び２回目のレジストパターンの線幅のばらつきを低減できる基板処理方法を提供する。
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる手段を講じたことを特徴とするものである。
本発明の一実施例によれば、基板を処理する基板処理方法において、第１のレジスト膜が形成された前記基板を露光し、露光された前記基板を加熱処理し、加熱処理された前記基板を現像処理することによって第１のレジストパターンを形成する第１の処理工程と、前記第１のレジストパターンが形成された前記基板上に第２のレジスト膜を形成し、前記第２のレジスト膜が形成された前記基板を露光し、露光された前記基板を加熱処理し、加熱処理された前記基板を現像処理することによって第２のレジストパターンを形成する第２の処理工程とを有し、一の基板に前記第２の処理工程を行った後、前記一の基板に形成された前記第２のレジストパターンの線幅を測定し、測定された前記第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第１の処理工程の第１の処理条件を補正し、補正された前記第１の処理条件で他の基板に前記第１の処理工程を行い、前記一の基板に形成された前記第１のレジストパターンの線幅を測定し、測定された前記第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第２の処理工程の第２の処理条件を補正し、補正された前記第２の処理条件で前記他の基板に前記第２の処理工程を行う、基板処理方法が提供される。
本発明によれば、ＬＬＥによるダブルパターニングを行うことによって微細なレジストパターンを形成する際に、基板間及び基板面内での１回目及び２回目のレジストパターンの線幅のばらつきを低減できる。
第１の実施の形態に係る基板処理システムの構成を示す概略斜視図である。 第１の実施の形態に係る基板処理システムのＤＥＶ層部分を示す概略水平断面図である。 第１の実施の形態に係る基板処理システムの概略を示す側面図である。 ＤＥＶ層のレイアウトを示す斜視図である。 ＤＥＶ層の加熱ユニットとメインアームを示す縦断面図である。 線幅測定装置の構成の概略を示す縦断面図である。 第１の実施の形態に係る基板処理方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。 第１の実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハの状態を示す断面図である。 第１又は第２のレジストパターンのスペース幅と、第１又は第２の温度との関係を示すグラフである。 スペース幅の温度に対する感度の値を比較して示すグラフである。 第２の実施の形態に係る基板処理方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。 第２の実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハの状態を示す断面図である。 第１又は第２のレジストパターンのスペース幅と、第１又は第２の温度との関係を示すグラフである。 スペース幅の温度に対する感度の値を比較して示すグラフである。
次に、本発明を実施するための形態について図面と共に説明する。
（第１の実施の形態）
始めに、図１から図１０を参照し、第１の実施の形態に係る基板処理方法、その基板処理方法を行うための基板処理システムについて説明する。
最初に、本実施の形態に係る基板処理システムについて説明する。図１は、本実施の形態に係る基板処理システムの構成を示す概略斜視図である。図２は、基板処理システムのＤＥＶ層部分を示す概略水平断面図であり、図３は、基板処理システムの概略を示す側面図である。
この基板処理システム１００は、ウェハＷに対してフォトレジストを含む塗布膜の塗布処理および露光後の現像処理を行うものとして構成されており、２回パターニング処理を行うダブルパターニングに対応するものである。また、基板処理システム１００は、大気雰囲気中のクリーンルーム内に設置されている。基板処理システム１００は、キャリアブロックＳ１、処理ブロックＳ２及びインターフェイスブロックＳ３を備えている。キャリアブロックＳ１は、被処理基板であるウェハＷが複数枚収納されたキャリア２０を搬入出するためのものである。処理ブロックＳ２は、ウェハＷに対して感光材料であるフォトレジスト膜を含む塗布膜を形成する塗布処理、および所定の露光パターンに露光されたフォトレジスト膜を現像する現像処理を行うためのものである。基板処理システム１００は、インターフェイスブロックＳ３に露光装置２００が接続した状態で使用される。
図１に示すように、キャリアブロックＳ１の下部には、基板処理装置１００の全体を制御する本体制御部１０が設けられている。この本体制御部１０の詳細は後述する。また、露光装置２００にも図示しない制御部が設けられている。
なお、図１〜３において、基板処理システム１００の幅方向がＸ方向、それと直交するキャリアブロックＳ１、処理ブロックＳ２、インターフェイスブロックＳ３の配列方向がＹ方向、鉛直方向がＺ方向である。
キャリアブロックＳ１には、キャリア２０を複数個載置可能な載置台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からウェハＷを取り出すためのトランスファーアームＣとが設けられている。このトランスファーアームＣは、進退自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在、キャリア２０の配列方向に移動自在に構成されている。
また、図２に示すように、例えばキャリアブロックＳ１には、ウェハＷ上のレジストパターンの線幅を測定する線幅測定装置１１０が設けられている。
処理ブロックＳ２は、筐体２４にて周囲を囲まれた状態とされており、キャリアブロックＳ１に接続されている。処理ブロックＳ２は、複数の処理層が積層してなる第１および第２のサブブロックＳＢ１、ＳＢ２を有し、これらはＹ方向に並置されている。
第１のサブブロックＳＢ１においては、下側に２回目の現像処理を行う第２現像処理部１２が配置され、その上に１回目の塗布処理を行う第１塗布処理部１１が配置されている。第２現像処理部１２は、２つの同じ構造を有する現像処理層（ＤＥＶ層）Ｂ１が上下に積層した状態で構成されている。第１塗布処理部１１は、下部反射防止膜塗布処理層（ＢＣＴ層）Ｂ２、レジスト塗布処理層（ＣＯＴ層）Ｂ３及び上部反射防止膜塗布処理層（ＴＣＴ層）Ｂ４が下から順に積層された構造を有している。下部反射防止膜塗布処理層（ＢＣＴ層）Ｂ２は、レジスト膜の下層側に形成される下部反射防止膜（Bottom Anti Reflective Coating；ＢＡＲＣ）の塗布処理を行うためのものである。レジスト塗布処理層（ＣＯＴ層）Ｂ３は、レジスト液の塗布処理を行うものである。上部反射防止膜塗布処理層（ＴＣＴ層）Ｂ４は、レジスト膜の上層側に形成される上部反射防止膜（Top Anti Reflective Coating；ＴＡＲＣ）の塗布処理を行うためのものである。また、第１のサブブロックＳＢ１は、第２現像処理部１２と第１塗布処理部１１との間に第１搬送層Ｍ１を有し、最下段に第２搬送層Ｍ２を有している。
第２のサブブロックＳＢ２においては、下側に１回目の現像処理を行う第１現像処理部１４が配置され、その上に２回目の塗布処理を行う第２塗布処理部１３が配置されている。第１現像処理部１４は、２つの同じ構造を有する現像処理層（ＤＥＶ層）Ｂ５が上下に積層した状態で構成されている。ＤＥＶ層Ｂ５は、ＤＥＶ層Ｂ１と同じ構造を有している。第２塗布処理部１３は、洗浄／表面処理層（Ｃ／Ｓ層）Ｂ６、レジスト塗布処理層（ＣＯＴ層）Ｂ７及び上部反射防止膜塗布処理層（ＴＣＴ層）Ｂ８が下から順に積層された構造を有している。洗浄／表面処理層（Ｃ／Ｓ層）Ｂ６は、上部反射防止膜（ＴＡＲＣ）の洗浄処理および／またはキュア処理等の表面処理を行うためのものである。洗浄／表面処理層（Ｃ／Ｓ層）Ｂ６は、１回目の塗布処理の際の最上層である上部反射防止膜（ＴＡＲＣ）の上に２回目の塗布処理を行う際に、表面にパーティクルが付着したまま塗布処理を行うことやリーチングが生じること等を防止する観点から設けられている。レジスト塗布処理層（ＣＯＴ層）Ｂ７は、レジスト液の塗布処理を行うためのものである。上部反射防止膜塗布処理層（ＴＣＴ層）Ｂ８は、レジスト膜の上層側に形成される反射防止膜の塗布処理を行うためのものである。また、第２のサブブロックＳＢ２は、第１現像処理部１４と第２塗布処理部１３との間に第３搬送層Ｍ３を有し、最下段に第４搬送層Ｍ４を有している。なお、第１および第２のサブブロックＳＢ１、ＳＢ２の各層間は仕切り板（ベース体）により区画されている。
また、処理ブロックＳ２は、そのキャリアブロックＳ１側部分に、第１の搬送用棚ユニットＴＵ１を有している。第１の搬送用棚ユニットＴＵ１は、処理層Ｂ１〜Ｂ４および搬送層Ｍ１、Ｍ２に沿って鉛直方向に複数の受け渡しステージが積層されることによって構成されている。また、処理ブロックＳ２は、第１のサブブロックＳＢ１と第２のサブブロックＳＢ２との間の部分に、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２を有している。第２の搬送用棚ユニットＴＵ２は、処理層Ｂ１〜Ｂ４および搬送層Ｍ１、Ｍ２、ならびに処理層Ｂ５〜Ｂ８および搬送層Ｍ３、Ｍ４に沿って鉛直方向に複数の受け渡しステージが積層されることによって構成されている。また、処理ブロックＳ２は、インターフェイスブロックＳ３側部分に、第３の搬送用棚ユニットＴＵ３を有している。第３の搬送用棚ユニットＴＵ３は、処理層Ｂ５〜Ｂ８および搬送層Ｍ３、Ｍ４に沿って鉛直方向に複数の受け渡しステージが積層されることによって構成されている。
次に、図２、図４及び図５を参照し、処理層Ｂ１〜Ｂ８および搬送層Ｍ１〜Ｍ４の構成について説明する。図４は、ＤＥＶ層のレイアウトを示す斜視図である。図５は、ＤＥＶ層の加熱ユニットとメインアームを示す縦断面図である。
処理層Ｂ１〜Ｂ８には共通部分が多く含まれており、各処理層は略同様のレイアウトで構成されている。そこでＤＥＶ層Ｂ１を代表例として説明する。
図２及び図４に示すように、ＤＥＶ層Ｂ１の中央部には、Ｙ方向に沿ってウェハＷを搬送するための主搬送アーム（メインアーム）Ａ１が移動する搬送用通路ＲＳ１が形成されている。搬送用通路ＲＳ１の一方側には、液処理ユニットとして、現像処理を行うための現像ユニット３が、搬送用通路ＲＳ１に沿って設けられている。また、搬送用通路ＲＳ１の他方側には、加熱・冷却系の熱系処理ユニットを多段化した４個の棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、排気ユニット５が搬送用通路ＲＳ１に沿って設けられている。したがって現像ユニット３と棚ユニットＵ１〜Ｕ４とが搬送用通路ＲＳ１を挟んで対向して配置されていることとなる。
現像ユニット３は、筐体３０を有し、その内部には、ウェハ保持部として、スピンチャック３１が、例えば３つ配列されている。スピンチャック３１は、図示しない駆動部により、鉛直軸回りに回転可能、かつ昇降可能に構成されている。また、スピンチャック３１の周囲にはカップ３３が設けられている。
現像ユニット３では、ウェハＷは、メインアームＡ１により搬送用通路ＲＳ１に面して設けられた搬送口３７を介して筐体３０内に搬入され、スピンチャック３１に受け渡される。図５に示すように、搬送口３７は、シャッタ３８により開閉可能となっている。そして、ウェハＷがスピンチャック３１に受け渡されると、現像ユニット３において、図示しない供給ノズルから当該ウェハＷの表面に現像液が供給され、ウェハＷの表面に現像液の液膜を形成させる。その後、図示しない洗浄液供給機構からの洗浄液によりウェハＷの表面の現像液が洗い流され、その後、ウェハＷを回転させて乾燥されることにより現像処理が終了する。
棚ユニットＵ１〜Ｕ４は、現像ユニット３にて行われる処理の前処理および後処理を行うための熱系処理ユニットが２段に積層されており、またその棚ユニットＵ１〜Ｕ４の下部には排気ユニット５が設けられている。そして、熱系処理ユニットの中には、例えば露光後のウェハＷを加熱処理したり、現像処理後のウェハＷを乾燥させるために加熱処理したりする加熱ユニット４や、加熱ユニット４における処理の後にウェハＷを所定温度に調整するための冷却ユニット等が含まれている。具体的には、ＤＥＶ層Ｂ１における棚ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３は、加熱ユニット４が２段に積層され、棚ユニットＵ４は冷却ユニットが２段に積層されている。
図５に示すように、加熱ユニット４は筐体４０を有し、その内部には基台４１が設置されている。筐体４０の搬送用通路ＲＳ１に面した部分には、ウェハＷの搬送口４２が形成されている。筐体４０の中には、粗熱取り用の冷却プレート４３と、熱板４４とが設けられている。冷却プレート４３は、図５で図示する冷却位置と熱板４４上の搬送位置との間で移動可能に構成されている。図５中４５は、整流用のプレートである。昇降ピン４７により冷却プレート４３へのウェハＷの受け渡しが行われる。また、昇降ピン４８により熱板４４に対するウェハＷの受け渡し、及び冷却プレート４３と熱板４４との間のウェハＷの受け渡しがなされる。
なお棚ユニットＵ４を構成する冷却ユニットの詳しい説明は省略するが、加熱ユニット４と同様に、搬送用通路ＲＳ１に向かって搬送口が開口された筺体を備え、その筺体内部には例えば水冷方式の冷却プレートを備えた構成の装置が用いられる。
また、図５に示すように、排気ユニット５は、筺体５０において搬送用通路ＲＳ１に面して開口された吸引口５１と、筺体の内部の排気室５３内を吸引排気する排気管５４とを備えている。排気ユニット５は、排気室５３内を排気して負圧化することで搬送用通路ＲＳ１における気体を吸引してパーティクルを除去する。
メインアームＡ１は、棚ユニットＵ１〜Ｕ４の各処理ユニット、現像ユニット３、第１の搬送用棚ユニットＴＵ１の受け渡しステージおよび第２の搬送用棚ユニットＴＵ２の受け渡しステージとの間でウェハＷの受け渡しを行うように構成されている。メインアームＡ１は、図５に示すように、例えばウェハＷの裏面側周縁領域を支持するための２本のアーム体６１、６２を備えており、これらアーム体６１、６２は搬送基体６３上を、互いに独立して進退自在に構成されている。また、アーム体６１、６２は、搬送口３７を介し、現像ユニット３の筐体３０内に進退自在である。また、搬送基体６３は、昇降基体６４上に鉛直軸周りに回転自在に設けられている。昇降基体６４は、昇降ガイドレール６７に沿って昇降可能となっている。棚ユニットＵ１〜Ｕ４の４つの排気ユニット５の前面にはガイドレール６５が水平に配置されており、このガイドレール６５に沿って昇降ガイドレール６７を介してメインアームＡ１が水平方向に移動可能となっている。ガイドレール６５には、吸引口５１に対応する位置に孔６６が設けられており、この孔６６を介して搬送用通路ＲＳ１の排気が行われる。昇降ガイドレール６７の下端部は、ガイドレール６５の下端を跨いで排気ユニット５の内部に至り、昇降ガイドレール６７をガイドレール６５に沿って移動させるための駆動ベルト５５に係止されている。
次に、他の処理層について簡単に説明する。
図３に示すように、ＤＥＶ層Ｂ５は、ＤＥＶ層Ｂ１と全く同様に構成され、メインアームＡ１と全く同じ構成のメインアームＡ５によりウェハＷの搬送を行う。また、ＢＣＴ層Ｂ２、ＣＯＴ層Ｂ３、Ｂ７、ＴＣＴ層Ｂ４、Ｂ８は、ＤＥＶ層Ｂ１の現像ユニット３の代わりに、反射防止膜用の薬液あるいはレジスト膜形成用の薬液（レジスト液）を塗布する塗布ユニットが用いられる点が異なっている。これらの塗布ユニットの基本構造は現像ユニット３とほぼ同じであるが、現像ユニット３と異なり、スピンチャックを回転させながら塗布用の薬液をウェハＷの中心に滴下し、遠心力で広げて塗布膜を形成する。また、これら塗布系の処理ユニットＢ２〜Ｂ４、Ｂ７、Ｂ８は、棚ユニットＵ１〜Ｕ４を構成するユニットがＤＥＶ層Ｂ１とは一部異なっている。すなわち、ＤＥＶ層Ｂ１の棚ユニットＵ１〜Ｕ４と同様の加熱ユニットおよび冷却ユニットが含まれている他、いずれかの処理層にウェハＷの周縁部を露光する周縁露光ユニットが設けられている。そして、ＣＯＴ層Ｂ３、Ｂ７の棚ユニットＵ１〜Ｕ４には、ウェハＷに対して疎水化処理を行うユニットが含まれている。なお、これら処理層Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ７、Ｂ８にはメインアームＡ１と全く同じ構成のメインアームＡ２、Ａ３、Ａ４、Ａ７、Ａ８が設けられており、これらによりウェハＷの搬送を行うようになっている。
洗浄／表面処理層（Ｃ／Ｓ層）Ｂ６は、ＤＥＶ層Ｂ１の現像ユニット３の代わりに、洗浄ユニットが用いられる点が異なっている。洗浄ユニットの基本構造は現像ユニット３と同様、スピンチャックの周囲にカップが配置された構造を有しているが、現像ユニット３と異なり、スピンチャックを回転させながら純水または洗浄用薬液をウェハＷの中心に滴下し、遠心力で広げてウェハＷの表面を洗浄する。また、洗浄／表面処理層（Ｃ／Ｓ層）Ｂ６は、棚ユニットＵ１〜Ｕ４を構成するユニットがＤＥＶ層Ｂ１とは一部異なっている。すなわち、ＤＥＶ層Ｂ１の棚ユニットＵ１〜Ｕ４と同様の加熱ユニットおよび冷却ユニットが含まれている他、図示しないキュアユニットが設けられている。キュアユニットは、ウェハＷに紫外線を照射することによりその最上層にキュア処理を施す。なお、このＣ／Ｓ層Ｂ６では、メインアームＡ１と全く同じ構成を有するメインアームＡ６によりウェハＷを搬送するようになっている。
第１搬送層Ｍ１は、上述したように、第１のサブブロックＳＢ１の上側のＤＥＶ層Ｂ１とＢＣＴ層Ｂ２との間に設けられている。第１搬送層Ｍ１は、ウェハＷをキャリアブロックＳ１に隣接する第１の搬送用棚ユニットＴＵ１から中間の第２の搬送用棚ユニットＴＵ２へ直行してウェハＷを搬送するものである。第１搬送層Ｍ１は、シャトルアーム７を含んでいる。
第２搬送層Ｍ２は、第１のサブブロックＳＢ１の最下段に設けられている。第２搬送層Ｍ２は、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２から第１の搬送用棚ユニットＴＵ１へ直行してウェハＷを搬送するものである他は、第１搬送層Ｍ１と全く同様に構成されている。
第３搬送層Ｍ３は、第２のサブブロックＳＢ２の上側のＤＥＶ層Ｂ５とＣ／Ｓ層Ｂ６との間に設けられている。第３搬送層Ｍ３は、中間の第２の搬送用棚ユニットＴＵ２からインターフェイスブロックＳ３に隣接する第３の搬送用棚ユニットＴＵ３へ直行してウェハＷを搬送するものである他は、第１搬送層Ｍ１と全く同様に構成されている。
第４搬送層Ｍ４は、第２のサブブロックＳＢ２の最下段に設けられている。第４搬送層Ｍ４は、第３の搬送用棚ユニットＴＵ３から第２の搬送用棚ユニットＴＵ２へウェハＷを搬送するものである他は、第１搬送層Ｍ１と全く同様に構成されている。
図２に示すように、第１のサブブロックＳＢ１の処理層Ｂ１〜Ｂ４の搬送用通路ＲＳ１におけるキャリアブロックＳ１と隣接する領域は、第１のウェハ受け渡し領域ＲＳ２となっている。第１の搬送用棚ユニットＴＵ１は、第１のウェハ受け渡し領域ＲＳ２に設けられている。また、第１のウェハ受け渡し領域ＲＳ２には、第１の搬送用棚ユニットＴＵ１に対してウェハＷの受け渡しを行うための昇降搬送手段である受け渡しアームＤ１が設けられている。
図３に示すように、第１の搬送用棚ユニットＴＵ１は、第２搬送層Ｍ２に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＢを有し、各ＤＥＶ層Ｂ１に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳ１を有し、第１搬送層Ｍ１に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＡを有している。また、第１の搬送用棚ユニットＴＵ１は、ＢＣＴ層Ｂ２に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ２を有し、ＣＯＴ層Ｂ３に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ３を有し、ＴＣＴ層Ｂ４に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ４を有している。
トランスファーアームＣは、第１の搬送用棚ユニットＴＵ１の最下段の第２搬送層Ｍ２に対応する受け渡しステージＴＲＳＢからＢＣＴ層Ｂ２に対応する受け渡しステージＴＲＳ２までにアクセス可能となっている。また、受け渡しアームＤ１は、最下段の受け渡しステージＴＲＳＢからＴＣＴ層Ｂ４に対応する最上段の受け渡しステージＴＲＳ４までにアクセス可能となっている。
第１および第２搬送層Ｍ１、Ｍ２に対応する受け渡しステージＴＲＳＡ、ＴＲＳＢにはシャトルアーム７がアクセス可能となっている。また、ＤＥＶ層Ｂ１、ＢＣＴ層Ｂ２、ＣＯＴ層Ｂ３、ＴＣＴ層Ｂ４にそれぞれ対応する受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ４には、それぞれ各処理層のメインアームＡ１〜Ａ４がアクセス可能となっている。
図２に示すように、第１のサブブロックＳＢ１の処理層Ｂ１〜Ｂ４の搬送用通路ＲＳ１と、第２サブブロックＳＢ２の処理層Ｂ５〜Ｂ８の搬送用通路ＲＳ１との間の領域は、第２のウェハ受け渡し領域ＲＳ３となっている。第２の搬送用棚ユニットＴＵ２は、第２のウェハ受け渡し領域ＲＳ３に設けられている。また、第２のウェハ受け渡し領域ＲＳ３には、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２に対してウェハＷの受け渡しを行うための昇降搬送手段である受け渡しアームＤ２が設けられている。
図３に示すように、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２は、第４搬送層Ｍ４に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＤを有し、各ＤＥＶ層Ｂ５に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳ５を有し、第３搬送層Ｍ３に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＣを有している。また、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２は、Ｃ／Ｓ層Ｂ６に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ６を有し、ＣＯＴ層Ｂ７に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ７を有し、ＴＣＴ層Ｂ８に対応する位置に２つの受け渡しステージＴＲＳ８を有している。
受け渡しアームＤ２は、最下段の受け渡しステージＴＲＳＤからＴＣＴ層Ｂ８に対応する最上段の受け渡しステージＴＲＳ８までにアクセス可能となっている。
第３および第４搬送層Ｍ３、Ｍ４に対応する受け渡しステージＴＲＳＣ、ＴＲＳＤにはシャトルアーム７がアクセス可能となっている。また、ＤＥＶ層Ｂ５、Ｃ／Ｓ層Ｂ６、ＣＯＴ層Ｂ７、ＴＣＴ層Ｂ８にそれぞれ対応する受け渡しステージＴＲＳ５〜ＴＲＳ８には、それぞれ各処理層のメインアームＡ５〜Ａ８がアクセス可能となっている。
図２に示すように、ＤＥＶ層Ｂ５の搬送用通路ＲＳ１におけるインターフェイスブロックＳ３と隣接する領域は、第３のウェハ受け渡し領域ＲＳ４となっている。第３の搬送用棚ユニットＴＵ３は、第３のウェハ受け渡し領域ＲＳ４に設けられている。
図３に示すように、第３の搬送用棚ユニットＴＵ３は、第４搬送層Ｍ４に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＦを有し、各ＤＥＶ層Ｂ５に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳ９を有し、第３搬送層Ｍ３に対応する位置に受け渡しステージＴＲＳＥを有している。
第３および第４搬送層Ｍ３、Ｍ４に対応する受け渡しステージＴＲＳＥ、ＴＲＳＦにはシャトルアーム７がアクセス可能となっている。また、ＤＥＶ層Ｂ５に対応する受け渡しステージＴＲＳ９には、メインアームＡ５がアクセス可能となっている。
受け渡しステージＴＲＳ１〜ＴＲＳ９およびＴＲＳＡ〜ＴＲＳＦは全て同じ構造を有しており、例えば直方体状の筺体を備え、当該筺体内にウェハＷを載置するステージが設けられ、また当該ステージ上を突没自在なピンが設けられて構成されている。また、ステージはウェハＷの温度を予定した温度に調節する機構を有している。
なお、本実施の形態では処理層Ｂ２〜Ｂ４、Ｂ６〜Ｂ８において受け渡しステージを２つずつ設け、ＤＥＶ層Ｂ１、Ｂ５および搬送層Ｍ１〜Ｍ４において１つずつ設けたが、これに限られない。従って、各層の受け渡しステージの数は、予定される搬送シーケンスに応じて適宜決定すればよい。
図３に示すように、インターフェイスブロックＳ３には、露光装置２００へウェハＷを搬入する際、および露光装置２００からウェハＷを搬出する際に複数のウェハＷを一時待機可能なバッファ部９を有している。バッファ部９は、第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１、第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２、第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３及び第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４を有している。第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１は、１回目の露光の際に露光装置２００に搬入するウェハＷを収納するものである。第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２は、１回目の露光が終了後、露光装置２００から払い出されたウェハＷを収納するものである。第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３は、２回目の露光の際に露光装置２００に搬入するウェハＷを収納するものである。第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４は、２回目の露光が終了後、露光装置２００から払い出されたウェハＷを収納するものである。また、これらは、上から第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３、第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１、第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２、第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４の順に、配置されている。
図２に示すように、バッファ部９の処理ブロックＳ２側には、搬入用インターフェイスアームＥ１、搬出用インターフェイスＥ２が設けられている。搬入用インターフェイスアームＥ１は、塗布後のウェハＷを搬入バッファカセット９１または９３に搬入するためのものである。また、搬出用インターフェイスアームＥ２は、搬出バッファカセット９２または９４からウェハＷを搬出するためのものである。インターフェイスアームＥ１、Ｅ２は、第３の搬送用棚ユニットＴＵ３の受け渡しステージＴＲＳ９、ＴＲＳＥ、ＴＲＳＦにもアクセス可能となっている。従って、ウェハＷを搬入バッファカセット９１または９３に搬入する際には、第３搬送層Ｍ３のシャトルアーム７により受け渡しステージＴＲＳＥにウェハＷを受け渡した後、搬入用インターフェイスアームＥ１により搬入する。また、搬出バッファカセット９２または９４から搬出したウェハＷを戻す際には、搬出用インターフェイスアームＥ２により受け渡しステージＴＲＳ９またはＴＲＳＦに受け渡す。
図２に示すように、バッファ部９の露光装置２００側には、１回目露光用インターフェイスアームＥ３、及び２回目露光用インターフェイスアームＥ４が設けられている。１回目露光用インターフェイスアームＥ３は、バッファ部９と露光装置２００との間で１回目露光用のウェハＷを搬送するものである。２回目露光用インターフェイスアームＥ４は、バッファ部９と露光装置２００との間で２回目露光用のウェハＷを搬送するものである。
次に、図６を参照し、線幅測定装置１１０について説明する。図６は、線幅測定装置の構成の概略を示す縦断面図である。
線幅測定装置１１０は、例えば図６に示すように、ウェハＷを水平に載置する載置台１１１と、光学式表面形状測定計１１２を備えている。載置台１１１は、例えばＸ−Ｙステージになっており、水平方向の２次元方向に移動できる。光学式表面形状測定計１１２は、例えば、光照射部１１３、光検出部１１４及び算出部１１５を備えている。光照射部１１３は、ウェハＷに対して斜方向から光を照射する。光検出部１１４は、光照射部１１３から照射されウェハＷで反射した光を検出する。算出部１１５は、当該光検出部１１４の受光情報に基づいてウェハＷ上のレジストパターンの線幅ＣＤを算出する。線幅測定装置１１０は、例えばスキャトロメトリ（Scatterometry）法を用いてレジストパターンの線幅を測定するものである。スキャトロメトリ法を用いる場合、算出部１１５において、光検出部１１４により検出されたウェハＷの面内の光強度分布と、予め記憶されている仮想の光強度分布とを照合する。そして、その照合された仮想の光強度分布に対応するレジストパターンの線幅ＣＤを求めることにより、レジストパターンの線幅ＣＤを測定できる。
また、線幅測定装置１１０は、光照射部１１３及び光検出部１１４に対してウェハＷを相対的に水平移動させることによって、ウェハＷの面内の複数の測定点における線幅を測定することができる。
例えば、複数のウェハＷよりなるウェハ群の各ウェハＷに、ウェハＷ毎に加熱ユニット４による加熱処理の加熱温度（第１の温度Ｔ１）を変えて１回目のパターニング処理を行うことによって、１回目のレジストパターン（第１のレジストパターン）Ｐ１を形成する。その後、１回目のパターニング処理を行った各ウェハＷに２回目のパターニング処理を行うことによって、２回目のレジストパターン（第２のレジストパターン）Ｐ２を形成する。そして、形成された第１及び第２のレジストパターンＰ１、Ｐ２の線幅ＣＤ１、ＣＤ２を、線幅測定装置１１０を用いて測定する。線幅測定装置１１０の測定結果は、例えば算出部１１５から後述する本体制御部１０に出力される。これにより、第１の温度Ｔ１と、第２のレジストパターンＰ２の線幅ＣＤ２との関係を示す第１のデータ（後述する感度ＳＴ１２）が準備される。
以上のように構成された塗布現像処理システム１で行われるウェハ処理は、図１に示す本体制御部１０によって制御されている。本体制御部１０は、線幅測定装置１１０によるウェハＷ上のレジストパターンの線幅測定も制御している。本体制御部１０は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えた汎用コンピュータにより構成され、記憶されたプログラムを実行してウェハ処理や線幅測定を制御できる。なお、本体制御部１０のプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体により本体制御部１０にインストールされたものであってもよい。
次に、図７から図１０を参照し、本実施の形態に係る基板処理システムを用いた基板処理方法について説明する。図７は、本実施の形態に係る基板処理方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。図８は、本実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハの状態を示す断面図である。図９は、第１又は第２のレジストパターンのスペース幅と、第１又は第２の温度との関係を示すグラフである。図１０は、スペース幅の温度に対する感度の値を比較して示すグラフである。
図７に示すように、本実施の形態に係る基板処理方法は、第１のデータ準備工程（ステップＳ１１）、第２のデータ準備工程（ステップＳ１２）、第１の処理工程（ステップＳ１３〜ステップＳ１６）、第２の処理工程（ステップＳ１７〜ステップＳ２０）、線幅測定工程（ステップＳ２１）、第１の処理工程（ステップＳ２２〜ステップＳ２５）、及び第２の処理工程（ステップＳ２６〜ステップＳ２９）を有する。
第１の処理工程（ステップＳ１３〜ステップＳ１６）及び第２の処理工程（ステップＳ１７〜ステップＳ２０）は、一のウェハＷについて、第１の処理工程及び第２の処理工程を行うものである。第１の処理工程（ステップＳ１３〜ステップＳ１６）は、第１の塗布処理工程（ステップＳ１３）、第１の露光工程（ステップＳ１４）、第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）及び第１の現像処理工程（ステップＳ１６）を有する。第２の処理工程（ステップＳ１７〜ステップＳ２０）は、第２の塗布処理工程（ステップＳ１７）、第２の露光工程（ステップＳ１８）、第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）及び第２の現像処理工程（ステップＳ２０）を有する。
また、第１の処理工程（ステップＳ２２〜ステップＳ２５）及び第２の処理工程（ステップＳ２６〜ステップＳ２９）は、他のウェハＷについて、第１の処理工程及び第２の処理工程を行うものである。第１の処理工程（ステップＳ２２〜ステップＳ２５）は、第１の塗布処理工程（ステップＳ２２）、第１の露光工程（ステップＳ２３）、第１の加熱処理工程（ステップＳ２４）及び第１の現像処理工程（ステップＳ２５）を有する。第２の処理工程（ステップＳ２６〜ステップＳ２９）は、第２の塗布処理工程（ステップＳ２６）、第２の露光工程（ステップＳ２７）、第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）及び第２の現像処理工程（ステップＳ２９）を有する。
始めに、第１のデータ準備工程（ステップＳ１１）を行う。第１のデータ準備工程（ステップＳ１１）では、第１の温度Ｔ１と第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´との関係を示す第１のデータを準備する。
複数のウェハＷよりなるウェハ群の各ウェハＷに、後述する第１の塗布処理工程（ステップＳ１３）及び第１の露光工程（ステップＳ１４）を行った後、ウェハＷ毎に第１の温度Ｔ１を変えて、後述する第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）を行う。その後、後述する第１の現像処理工程（ステップＳ１６）から第２の現像処理工程（ステップＳ２０）を行い、図８を用いて後述するように、ウェハＷ上に第１のレジストパターンＰ１及び第２のレジストパターンＰ２を形成する。そして、形成された第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´を、線幅測定装置１１０を用いて測定する。これにより、第１の温度Ｔ１と第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´との関係を示す第１のデータ（後述するＳＴ１２に相当する）を準備する。
なお、第１のデータ準備工程（ステップＳ１１）において、形成された第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´も、線幅測定装置１１０を用いて測定する。これにより、第１の温度Ｔ１と第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´との関係を示す第３のデータ（後述するＳＴ１１に相当する）も準備する。
また、第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´及び第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´は、本発明におけるレジストパターンの線幅に相当する。
次に、第２のデータ準備工程（ステップＳ１２）を行う。第２のデータ準備工程（ステップＳ１２）では、第２の温度Ｔ２と第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´との関係を示す第２のデータを準備する。
複数のウェハＷよりなるウェハ群の各ウェハＷに、後述する第１の塗布処理工程（ステップＳ１３）から第２の露光工程（ステップＳ１８）を行った後、ウェハＷ毎に第２の温度Ｔ２を変えて、後述する第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）を行う。その後、後述する第２の現像処理工程（ステップＳ２０）を行い、ウェハＷ上に第１のレジストパターンＰ１及び第２のレジストパターンＰ２を形成する。そして、形成された第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´を、線幅測定装置１１０を用いて測定する。これにより、第２の温度Ｔ２と第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´との関係を示す第２のデータ（後述するＳＴ２１に相当する）を準備する。
なお、第２のデータ準備工程（ステップＳ１２）において、形成された第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´も、線幅測定装置１１０を用いて測定する。これにより、第２の温度Ｔ２と第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´との関係を示す第４のデータ（後述するＳＴ２２に相当する）も準備する。
また、複数のウェハＷよりなる単一のウェハ群の各ウェハＷに、ウェハＷ毎に第１の温度Ｔ１及び第２の温度Ｔ２よりなる２変数を独立に変えて２行２列のマトリクス状に設定された複数の条件で、第１の処理工程及び第２の処理工程を行ってもよい。これにより、第１のデータ準備工程（ステップＳ１１）及び第２のデータ準備工程（ステップＳ１２）をまとめて行うことができる。
なお、第１の温度Ｔ１及び第２の温度Ｔ２は、熱板４４の設定温度としてもよい。あるいは、熱板に代え、赤外線ランプ等の熱源により、ウェハＷを加熱処理してもよい。赤外線ランプ等の熱源を用いるときは、熱源の近傍の温度又は熱源に加熱処理されるウェハＷの近傍の温度が、第１の温度Ｔ１及び第２の温度Ｔ２とすることができる。
次に、一のウェハＷに第１の処理工程（ステップＳ１３〜ステップＳ１６）を行う。
まず、一のウェハＷに第１の塗布処理工程（ステップＳ１３）を行う。第１の塗布処理工程（ステップＳ１３）では、一のウェハＷにレジストを塗布処理し、第１のレジスト膜１３３を形成する。図８（ａ）は、第１の塗布処理工程（ステップＳ１３）におけるウェハの状態を示す。
第１の塗布処理工程（ステップＳ１３）を行う前に、予め、表面に被エッチング膜１３１が形成されたウェハ１３０（ウェハＷ）上に下部反射防止膜１３２を形成しておく。
外部から複数のウェハが収納されたキャリア２０がキャリアブロックＳ１に搬入され、トランスファーアームＣによりキャリア２０内から１枚のウェハＷが取り出され、処理ブロックＳ２へ搬入される。そして、第１のサブブロックＳＢ１の第１塗布処理部１１へ搬入される。具体的には、まず、ウェハＷをトランスファーアームＣから第１の搬送用棚ユニットＴＵ１の受け渡しステージＴＲＳ２に搬送し、受け渡しステージＴＲＳ２上のウェハＷをＢＣＴ層Ｂ２のメインアームＡ２が受け取る。そして、ウェハＷを冷却ユニット→反射防止膜形成ユニット（図４の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニットの順序で搬送し、順次所定の処理を行う。これにより、表面に被エッチング膜１３１が形成されたウェハ１３０（ウェハＷ）上に、下部反射防止膜（ＢＡＲＣ）１３２が形成される。その後、ウェハＷを受け渡しステージＴＲＳ２に戻す。
続いて、受け渡しステージＴＲＳ２のウェハＷを受け渡しアームＤ１により、第１の搬送用棚ユニットＴＵ１の受け渡しステージＴＲＳ３に搬送し、受け渡しステージＴＲＳ３上のウェハＷをＣＯＴ層Ｂ３のメインアームＡ３が受け取る。そして、ウェハＷを冷却ユニット→レジスト塗布ユニット（図４の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニットの順序で搬送し、順次所定の処理を行う。これにより、下部反射防止膜（ＢＡＲＣ）１３２の上層に第１のレジスト膜１３３が形成される。そして、ウェハＷを周縁露光ユニットに搬送して周縁部露光処理を行い、その後、受け渡しステージＴＲＳ３に戻す。
第１のレジスト膜１３３を形成するのに用いられるレジストの一例は化学増幅型レジストである。具体的な一例として、本例では、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）を光源に用いた露光に対応可能な化学増幅型のポジレジストを用いることができる。
なお、第１のレジスト膜１３３の上層に上部反射防止膜（ＴＡＲＣ）が形成されてもよい。そのときは、受け渡しステージＴＲＳ３のウェハＷを受け渡しアームＤ１により、第１の搬送用棚ユニットＴＵ１の受け渡しステージＴＲＳ４に搬送し、受け渡しステージＴＲＳ４上のウェハＷをＴＣＴ層Ｂ４のメインアームＡ４が受け取る。そして、ウェハＷを冷却ユニット→第２の反射防止膜形成ユニット（図４の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニットの順序で搬送しながら処理を行い、第１のレジスト膜１３３の上層に上部反射防止膜（ＴＡＲＣ）を形成してもよい。
そして、その後、ウェハＷを受け渡しステージＴＲＳ４に戻す。以上により、１回目の塗布処理が終了する。
次に、一のウェハＷに第１の露光工程（ステップＳ１４）を行う。第１の露光工程（ステップＳ１４）では、第１のレジスト膜１３３が形成された一のウェハＷを露光する。図８（ｂ）は、第１の露光工程（ステップＳ１４）におけるウェハＷの状態を示す。
受け渡しステージＴＲＳ４に戻されたウェハＷを受け渡しアームＤ１により受け渡しステージＴＲＳＡに搬送する。次いで受け渡しステージＴＲＳＡ上のウェハＷを第１の搬送層Ｍ１のシャトルアーム７が受け取る。そして、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２側に向きを変え、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２側に移動し、ウェハＷを第２の搬送用棚ユニットＴＵ２の受け渡しステージＴＲＳＣに搬送する。受け渡しステージＴＲＳＣ上のウェハＷを第２のサブブロックＳＢ２に属する第３搬送層Ｍ３のシャトルアーム７が受け取る。そして、第３の搬送用棚ユニットＴＵ３側に向きを変え、第３の搬送用棚ユニットＴＵ３側へ移動し、ウェハＷを第３の搬送用棚ユニットＴＵ３の受け渡しステージＴＲＳＥに搬送する。受け渡しステージＴＲＳＥ上のウェハＷは、インターフェイスブロックＳ３の搬入用インターフェイスアームＥ１により、バッファ部９の第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１に搬入される。
第１搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ１）９１に１ロットのウェハＷが溜まった時点で、その中のウェハＷを１回目露光用インターフェイスアームＥ３により露光装置２００へ搬送する。そして、露光装置２００に搬送されたウェハＷに１回目の露光が施される。
１回目の露光が施されるとき、図８（ｂ）に示すように、第１のレチクルＲ１を用いて第１のレジスト膜１３３の選択された部分を露光し、例えばアルカリ性の溶剤等よりなる現像液に対して選択的に可溶化させた可溶部１３３ａを発生させる。可溶部１３３ａを選択的に発生させることで、第１のレジスト膜１３３中に、現像液に対して可溶な可溶部１３３ａ及び不溶な不溶部１３３ｂよりなる第１のパターンＰ１を得る。
ここでは、例えば、ラインが配列したパターンを有する第１のレチクルＲ１を用い、第１のパターンＰ１を得る。図８（ｂ）に示すように、第１のパターンＰ１の線幅Ｌ１及びスペース幅ＳＰ１のそれぞれを、例えば３２ｎｍ及び３２ｎｍとすることができる。
そして、１回目の露光が終了したウェハＷは、インターフェイスブロックＳ３へ搬出される。具体的には、１回目露光用インターフェイスアームＥ３により第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２に搬入される。
次に、一のウェハＷに第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）を行う。第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）では、一のウェハＷを第１の温度Ｔ１で加熱処理する。図８（ｃ）は、第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）におけるウェハの状態を示す。
第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２のウェハＷを処理ブロックＳ２に搬入し、第２のサブブロックＳＢ２の第１現像処理部１４により１回目の現像処理を行う。具体的には、第１搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ１）９２のウェハＷを搬出用インターフェイスアームＥ２により取り出し、そして、第３の搬送用棚ユニットＴＵ３のいずれかのＤＥＶ層Ｂ５に対応する受け渡しステージＴＲＳ９に搬送する。次に、受け渡しステージＴＲＳ９上のウェハＷをＤＥＶ層Ｂ５のメインアームＡ５が受け取り、そして、当該ＤＥＶ層Ｂ５にて、棚ユニットＵ１〜Ｕ４に含まれる加熱ユニット４に搬送し、露光後ベーク処理が行われる。
加熱ユニット４では、先ずウェハＷが搬送口４２から搬入され、図５に示す冷却プレート４３上に載置される。続いて冷却プレート４３が移動して、ウェハＷが熱板４４の上方に移動される。ウェハＷは冷却プレート４３から昇降ピン４８に受け渡され、昇降ピン４８によって熱板４４上に載置される。こうしてウェハＷの加熱処理（露光後ベーク）が開始される。そして、所定時間経過後、ウェハＷが昇降ピン４８によって熱板４４から離隔され、ウェハＷの加熱処理が終了する。その後、ウェハＷは、昇降ピン４８から冷却プレート４３に受け渡されて冷却され、冷却プレート４３から搬送口４２を通じて加熱ユニット４の外部に搬送される。
第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）を行うことにより、不溶部１３３ｂの可溶部１３３ａへの変化が促進される。従って、図８（ｃ）に示すように、第１のパターンＰ１の線幅Ｌ１は、若干減少してＬ１´となり、第１のパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１は、若干増大してＳＰ１´となる。
次に、一のウェハＷに第１の現像処理工程（ステップＳ１６）を行う。第１の現像処理工程（ステップＳ１６）では、第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）が行われた一のウェハＷを現像処理することによって、第１のレジストパターンＰ１を形成する。図８（ｄ）は、第１の現像処理工程（ステップＳ１６）におけるウェハの状態を示す。
第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）が終了した一のウェハＷは、現像ユニット３に搬送され、一のウェハＷ上の第１のレジスト膜１３３が現像処理される。現像処理において、例えばＴＭＡＨ（TetraMethyl Ammonium Hydroxide)等のアルカリ性の溶剤を用いて、第１のレジスト膜１３３の可溶部１３３ａを溶解除去することにより、図８（ｄ）に示すように、不溶部１３３ｂのみが残り、第１のレジストパターンＰ１が形成される。
第１のレジストパターンＰ１が形成されたウェハＷは、加熱ユニット４→冷却ユニットの順序で搬送され、ポストベーク処理等の所定の処理が行われる。こうして第１のレジストパターンＰ１が形成された一のウェハＷを第２の搬送用棚ユニットＴＵ２の受け渡しステージＴＲＳ５に搬送する。以上により、１回目の現像処理が終了する。
次に、一のウェハＷに第２の処理工程（ステップＳ１７〜ステップＳ２０）を行う。
まず、一のウェハＷに第２の塗布処理工程（ステップＳ１７）を行う。第２の塗布処理工程（ステップＳ１７）では、一のウェハＷにレジストを塗布処理し、第２のレジスト膜１３５を形成する。図８（ｅ）及び図８（ｆ）は、第２の塗布処理工程（ステップＳ１７）におけるウェハの状態を示す。
第２の塗布処理工程（ステップＳ１７）では、第２のサブブロックＳＢ２の第２塗布処理部１３により２回目の塗布処理を行う。具体的には、まず、受け渡しステージＴＲＳ５上のウェハＷを受け渡しアームＤ２により受け渡しステージＴＲＳ６へ受け渡し、受け渡しステージＴＲＳ６上のウェハＷをＣ／Ｓ層Ｂ６のメインアームＡ６が受け取る。そして、ウェハＷを洗浄処理ユニット（図４の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニット→冷却ユニット→キュアユニットの順序で搬送し、１回目の塗布・露光・現像処理で形成したパターンの洗浄処理および表面処理、例えば紫外線照射によるキュア処理を行う。これにより２回目の塗布処理の際にパーティクルが付着したりリーチングを引き起こしたりすることを防止する。図８（ｅ）に示すように、キュア処理が行われた第１のレジストパターンＰ１では、表面１３４がキュア処理されている。そして、その後、ウェハＷを受け渡しステージＴＲＳ６に戻す。
続いて、受け渡しステージＴＲＳ６のウェハＷを受け渡しアームＤ２により、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２の受け渡しステージＴＲＳ７に搬送し、受け渡しステージＴＲＳ７上のウェハＷをＣＯＴ層Ｂ７のメインアームＡ７が受け取る。そして、ウェハＷを冷却ユニット→レジスト塗布ユニット（図４の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニットの順序で搬送し、順次所定の処理を行う。これにより、図８（ｆ）に示すように、第１のレジストパターンＰ１が形成されているウェハＷ上に、第２のレジスト膜１３５が形成される。そして、ウェハＷを周縁露光ユニットに搬送して周縁部露光処理を行い、その後、受け渡しステージＴＲＳ７に戻す。
第２のレジスト膜１３５を形成するのに用いられるレジストの一例も化学増幅型レジストであり、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）を光源に用いた露光に対応可能な化学増幅型のポジレジストを用いることができる。
なお、第２のレジスト膜１３５の上層にも上部反射防止膜（ＴＡＲＣ）が形成されてもよい。そのときは、受け渡しステージＴＲＳ７のウェハＷを受け渡しアームＤ２により、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２の受け渡しステージＴＲＳ８に搬送し、受け渡しステージＴＲＳ８上のウェハＷをＴＣＴ層Ｂ８のメインアームＡ８が受けとる。そして、ウェハＷを冷却ユニット→第２の反射防止膜形成ユニット（図４の現像ユニット３に対応するユニット）→加熱ユニットの順序で搬送し、第２のレジスト膜１３５の上層に上部反射防止膜（ＴＡＲＣ）を形成してもよい。
そして、その後、ウェハＷを受け渡しステージＴＲＳ８に戻す。以上により、２回目の塗布処理が終了する。
次に、一のウェハＷに第２の露光工程（ステップＳ１８）を行う。第２の露光工程（ステップＳ１８）では、第２のレジスト膜１３５が形成された一のウェハＷを露光する。図８（ｇ）は、第２の露光工程（ステップＳ１８）におけるウェハＷの状態を示す。
受け渡しステージＴＲＳ８上のウェハＷを受け渡しアームＤ２により受け渡しステージＴＲＳＣに搬送する。受け渡しステージＴＲＳＣ上のウェハＷを第２のサブブロックＳＢ２に属する第３搬送層Ｍ３のシャトルアーム７が受け取る。そして、第３の搬送用棚ユニットＴＵ３側に向きを変え、第３の搬送用棚ユニットＴＵ３側へ移動し、ウェハＷを第３の搬送用棚ユニットＴＵ３の受け渡しステージＴＲＳＥに搬送する。受け渡しステージＴＲＳＥ上のウェハＷは、インターフェイスブロックＳ３の搬入用インターフェイスアームＥ１により、バッファ部９の第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３に搬入される。
第２搬入バッファカセット（ＢｕＩＮ２）９３に１ロットのウェハＷが溜まった時点で、その中のウェハＷを２回目露光用インターフェイスアームＥ４により露光装置２００へ搬送する。そして、露光装置２００に搬送されたウェハＷに２回目の露光が施される。
２回目の露光が施されるときは、図８（ｇ）に示すように、第２のレチクルＲ２を用いて第２のレジスト膜１３５の選択された部分を露光し、例えばアルカリ性の溶剤等よりなる現像液に対して選択的に可溶化させた可溶部１３５ａを発生させる。可溶部１３５ａを選択的に発生させることで、第２のレジスト膜１３５中に、現像液に対して可溶な可溶部１３５ａ及び不溶な不溶部１３５ｂよりなる第２のパターンＰ２を得る。
ここでは、例えば、ラインが配列したパターンを有する第２のレチクルＲ２を用い、第２のパターンＰ２を得る。図８（ｇ）に示すように、第２のパターンＰ２の線幅Ｌ２及びスペース幅ＳＰ２のそれぞれを、例えば３２ｎｍ及び３２ｎｍとすることができる。
そして、２回目の露光が終了したウェハＷは、インターフェイスブロックＳ３へ搬出される。具体的には、２回目露光用インターフェイスアームＥ４により第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４に搬入される。
次に、一のウェハＷに第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）を行う。第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）では、一のウェハＷを第２の温度Ｔ２で加熱処理する。図８（ｈ）は、第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）におけるウェハの状態を示す。
第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４のウェハＷを処理ブロックＳ２に搬入し、第１のサブブロックＳＢ１の第２現像処理部１２により２回目の現像処理を行う。具体的には、第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４のウェハＷを搬出用インターフェイスアームＥ２により取り出し、そして、第３の搬送用棚ユニットＴＵ３の第４搬送層Ｍ４に対応する受け渡しステージＴＲＳＦに搬送する。次に、受け渡しステージＴＲＳＦ上のウェハＷを第４搬送層Ｍ４のシャトルアーム７が受け取り、そして、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２側に向きを変え、第２の搬送用棚ユニットＴＵ２側に移動する。そして、シャトルアーム７がウェハＷを第２の搬送用棚ユニットＴＵ２の受け渡しステージＴＲＳＤに搬送する。受け渡しステージＴＲＳＤ上のウェハＷは受け渡しアームＤ２により第１のサブブロックＳＢ１の第２現像処理部１２に属するいずれかのＤＥＶ層Ｂ１に対応する受け渡しステージＴＲＳ５に搬送される。更に、受け渡しステージＴＲＳ５上のウェハＷをＤＥＶ層Ｂ１のメインアームＡ１が受け取って、当該ＤＥＶ層Ｂ１にて、棚ユニットＵ１〜Ｕ４に含まれる加熱ユニット４に搬送し、露光後ベーク処理が行われる。
加熱ユニット４では、先ずウェハＷが搬送口４２から搬入され、図５に示す冷却プレート４３上に載置される。続いて冷却プレート４３が移動して、ウェハＷが熱板４４の上方に移動される。ウェハＷは冷却プレート４３から昇降ピン４８に受け渡され、昇降ピン４８によって熱板４４上に載置される。こうしてウェハＷの加熱処理（露光後ベーク）が開始される。そして、所定時間経過後、ウェハＷが昇降ピン４８によって熱板４４から離隔され、ウェハＷの加熱処理が終了する。その後、ウェハＷは、昇降ピン４８から冷却プレート４３に受け渡されて冷却され、冷却プレート４３から搬送口４２を通じて加熱ユニット４の外部に搬送される。
第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）を行うことにより、不溶部１３５ｂの可溶部１３５ａへの変化が促進される。従って、図８（ｈ）に示すように、第２のパターンＰ２の線幅Ｌ２は、若干減少してＬ２´となり、第２のパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２は、若干増大してＳＰ２´となる。
次に、一のウェハＷに第２の現像処理工程（ステップＳ２０）を行う。第２の現像処理工程（ステップＳ２０）では、第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）が行われた一のウェハＷを現像処理することによって、第２のレジストパターンＰ２を形成する。図８（ｉ）は、第２の現像処理工程（ステップＳ２０）におけるウェハの状態を示す。
第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）が終了した一のウェハＷは、現像ユニット３に搬送され、一のウェハＷ上の第２のレジスト膜１３５が現像処理される。現像処理においても、例えばＴＭＡＨ等のアルカリ性の溶剤を用いて、第２のレジスト膜１３５の可溶部１３５ａを溶解除去することにより、図８（ｉ）に示すように、不溶部１３５ｂのみが残り、第２のレジストパターンＰ２が形成される。
第２のレジストパターンＰ２が形成されたウェハＷは、加熱ユニット４→冷却ユニットの順序で搬送され、ポストベーク処理等の所定の処理が行われる。こうして第２のレジストパターンＰ２が形成された一のウェハＷを第１の搬送用棚ユニットＴＵ１の受け渡しステージＴＲＳ１に搬送する。以上により、２回目の現像処理が終了する。
２回目の現像処理が終了した受け渡しステージＴＲＳ１上のウェハＷは、トランスファーアームＣによりキャリア２０内に収納される。
次に、線幅測定工程（ステップＳ２１）を行う。線幅測定工程（ステップＳ２１）では、一のウェハＷに形成された第１のレジストパターンＰ１の線幅ＣＤ１及び第２のレジストパターンＰ２の線幅ＣＤ２を測定する。
キャリア２０内に収納される一のウェハＷは、トランスファーアームＣにより線幅測定装置１１０に搬送される。そして、線幅測定装置１１０により、図８（ｉ）に示す第１のレジストパターンＰ１の線幅Ｌ１´、第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´、第２のレジストパターンＰ２の線幅Ｌ２´、及び第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´が測定される。
なお、本実施の形態では、便宜上、線幅ＣＤ１はスペース幅ＳＰ１´を意味するものとし、線幅ＣＤ２はスペース幅ＳＰ２´を意味するものとする。しかし、線幅ＣＤ１が線幅Ｌ１´を意味するものとし、線幅ＣＤ２が線幅Ｌ２´を意味するものとしても、感度ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２の符号が正負逆になるのみであり、本実施の形態が適用できることに変わりはない。
なお、線幅測定工程（ステップＳ２１）では、ウェハＷの面内の中心点等の代表点において測定を行うのでもよく、ウェハＷの面内の複数の測定点において測定を行うのでもよい。第１及び第２の加熱処理工程（ステップＳ１５、Ｓ１９）で、第１及び第２の温度Ｔ１、Ｔ２が、ウェハＷの面内の例えば中心点等の代表点における温度として制御されるときは、線幅測定工程（ステップＳ２１）で、その代表点において線幅の測定を行うのでもよい。また、第１及び第２の加熱処理工程（ステップＳ１５、Ｓ１９）で、第１及び第２の温度Ｔ１、Ｔ２が、ウェハＷの面内の複数の領域で独立に制御されるときは、線幅測定工程（ステップＳ２１）で、対応する複数の測定点における線幅の測定を行うのでもよい。
次に、他のウェハＷに第１の処理工程（ステップＳ２２〜ステップＳ２５）を行う。
まず、他のウェハＷに第１の塗布処理工程（ステップＳ２２）を行う。第１の塗布処理工程（ステップＳ２２）では、他のウェハＷにレジストを塗布処理し、第１のレジスト膜１３３を形成する。他のウェハＷに対する第１の塗布処理工程（ステップＳ２２）におけるウェハＷの状態も、一のウェハＷに対する第１の塗布処理工程（ステップＳ１３）と同様に、図８（ａ）に示される。また、具体的な下部反射防止膜１３２の形成、第１のレジスト膜１３３の形成、及び必要に応じた上部反射防止膜の形成は、一のウェハＷの第１の塗布処理工程（ステップＳ１３）と同様にすることができる。
次に、他のウェハＷに第１の露光工程（ステップＳ２３）を行う。第１の露光工程（ステップＳ２３）では、第１のレジスト膜１３３が形成された他のウェハＷを露光する。他のウェハＷに第１の露光工程（ステップＳ２３）を行うときのウェハＷの状態も、一のウェハＷに対する第１の露光工程（ステップＳ１４）と同様に、図８（ｂ）に示される。また、具体的な露光は、一のウェハＷの第１の露光工程（ステップＳ１４）と同様にすることができる。
次に、他のウェハＷに第１の加熱処理工程（ステップＳ２４）を行う。第１の加熱処理工程（ステップＳ２４）では、第１のデータＳＴ１２及び第２のレジストパターンＰ２の線幅ＣＤ２の測定値ＣＤｃ２に基づいて、第１の温度Ｔ１を補正し、補正された第１の温度Ｔ１で、他のウェハＷを加熱処理する。他のウェハＷに対する第１の加熱処理工程（ステップＳ２４）におけるウェハＷの状態も、一のウェハＷに対する第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）と同様に、図８（ｃ）に示される。
具体的な補正の方法の例は後述するが、第１から第４のデータＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ１１、ＳＴ２２、第１及び第２のレジストパターンＰ１、Ｐ２のスペース幅ＳＰ１´及びＳＰ２´の、測定値ＣＤｃ１、ＣＤｃ２及び目標値ＣＤｔ１、ＣＤｔ２に基づいて、第１の温度Ｔ１を補正する。また、測定値ＣＤｃ１、ＣＤｃ２は、それぞれ一のウェハＷに形成され、線幅測定工程（ステップＳ２１）で測定された、第１及び第２のレジストパターンＰ１、Ｐ２の線幅ＣＤ１、ＣＤ２の測定値である。また、具体的な加熱処理は、一のウェハＷに対する第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）と同様にすることができる。
第１の加熱処理工程（ステップＳ２４）を行うことにより、不溶部１３３ｂの可溶部１３３ａへの変化が促進される。従って、図８（ｃ）に示すように、第１のパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１は、若干増大してＳＰ１´となる。
次に、他のウェハＷに第１の現像処理工程（ステップＳ２５）を行う。第１の現像処理工程（ステップＳ２５）では、第１の加熱処理工程（ステップＳ２４）が行われた他のウェハＷを現像処理して、第１のレジストパターンＰ１を形成する。他のウェハＷに対する第１の現像処理工程（ステップＳ２５）におけるウェハＷの状態は、一のウェハＷに対する第１の現像処理工程（ステップＳ１６）と同様に、図８（ｄ）に示される。また、具体的な現像処理は、一のウェハＷに対する第１の現像処理工程（ステップＳ１６）と同様にすることができる。
次に、他のウェハＷに第２の処理工程（ステップＳ２６〜ステップＳ２９）を行う。
まず、他のウェハＷに第２の塗布処理工程（ステップＳ２６）を行う。第２の塗布処理工程（ステップＳ２６）では、他のウェハＷにレジストを塗布処理し、第２のレジスト膜１３５を形成する。他のウェハＷに対する第２の塗布処理工程（ステップＳ２６）におけるウェハＷの状態も、一のウェハＷに対する第２の塗布処理工程（ステップＳ１７）と同様に、図８（ｅ）及び図８（ｆ）に示される。また、具体的な第２のレジスト膜１３５の形成は、一のウェハＷの第２の塗布処理工程（ステップＳ１７）と同様にすることができる。
次に、他のウェハＷに第２の露光工程（ステップＳ２７）を行う。第２の露光工程（ステップＳ２７）では、第２のレジスト膜１３５が形成された他のウェハＷを露光する。他のウェハＷに第２の露光工程（ステップＳ２７）を行うときのウェハＷの状態も、一のウェハＷに対する第２の露光工程（ステップＳ１８）と同様に、図８（ｇ）に示される。また、具体的な露光は、一のウェハＷに対する第２の露光工程（ステップＳ１８）と同様にすることができる。
次に、他のウェハＷに第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）を行う。第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）では、第２のデータＳＴ２１及び第１のレジストパターンＰ１の線幅ＣＤ１の測定値ＣＤｃ１に基づいて、第２の温度Ｔ２を補正し、補正された第２の温度Ｔ２で、他のウェハＷを加熱処理する。他のウェハＷに対する第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）におけるウェハＷの状態も、一のウェハＷに対する第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）と同様に、図８（ｈ）に示される。
具体的な補正の方法の例は後述するが、第１から第４のデータＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ１１、ＳＴ２２、第１及び第２のレジストパターンＰ１、Ｐ２のスペース幅ＳＰ１´及びＳＰ２´の、測定値ＣＤｃ１、ＣＤｃ２及び目標値ＣＤｔ１、ＣＤｔ２に基づいて、第２の温度Ｔ２を補正する。また、測定値ＣＤｃ１、ＣＤｃ２は、それぞれ一のウェハＷに形成され、線幅測定工程（ステップＳ２１）で測定された、第１及び第２のレジストパターンＰ１、Ｐ２の線幅ＣＤ１、ＣＤ２の測定値である。また、具体的な加熱処理は、一のウェハＷの第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）と同様にすることができる。
第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）を行うことにより、不溶部１３５ｂの可溶部１３５ａへの変化が促進される。従って、図８（ｈ）に示すように、第２のパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２は、若干増大してＳＰ２´となる。
ただし、第１の加熱処理工程（ステップＳ２４）において第１の温度Ｔ１が補正され、第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）において第２の温度Ｔ２が補正されている。その結果、第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）が行われた後の第１のパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´（ＣＤｃ１）は、補正され、目標値ＣＤｔ１に近い値となる。また、第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）が行われた後の第２のパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´（ＣＤｃ２）も、補正され、目標値ＣＤｔ２に近い値となる。
次に、他のウェハＷに第２の現像処理工程（ステップＳ２９）を行う。第２の現像処理工程（ステップＳ２９）では、第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）が行われた他のウェハＷを現像処理して、第２のレジストパターンＰ２を形成する。他のウェハＷに対する第２の現像処理工程（ステップＳ２９）におけるウェハＷの状態は、一のウェハＷに対する第２の現像処理工程（ステップＳ２０）と同様に、図８（ｉ）に示される。また、具体的な現像処理は、一のウェハＷの第２の現像処理工程（ステップＳ２０）と同様にすることができる。
そして、２回目の現像処理が終了したウェハＷは、一のウェハＷと同様に、トランスファーアームＣによりキャリア２０内に収納される。
なお、２回目の現像処理まで行った後、本実施の形態に係る基板処理方法が終了したウェハＷは、図８（ｊ）に示すように、基板処理システムと別に設けられたエッチング装置において、被エッチング膜１３１に対してエッチングを行うことができる。
次に、第１の加熱処理工程（ステップＳ２４）において第１の温度Ｔ１を補正する方法、及び第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）において第２の温度Ｔ２を補正する方法について説明する。
ウェハＷに第１の処理工程及び第２の処理工程を行った後では、第１のパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１は、若干増大してＳＰ１´となっており、第２のパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２は、若干増大してＳＰ２´となっている。
第１の温度Ｔ１が高いほど第１の加熱処理工程（ステップＳ２４）において不溶部１３３ｂが可溶化する化学反応が早く進行するため、第１のレジストパターンＰ１の線幅Ｌ１´が減少し、スペース幅ＳＰ１´が増大する。すなわち、第１の温度Ｔ１と第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´（ＣＤ１）との関係は、図９（ａ）に示すように、正の傾き(感度）ＳＴ１１を有する直線関係を示す。
また、第２の温度Ｔ２が高いほど第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）において不溶部１３５ｂが可溶化する化学反応が早く進行するため、第２のレジストパターンＰ２の線幅Ｌ２´が減少し、スペース幅ＳＰ２´が増大する。すなわち、第２の温度Ｔ２と第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´（ＣＤ２）との関係は、図９（ｄ）に示すように、正の傾き(感度）ＳＴ２２を有する直線関係を示す。
これらに加えて、第１の温度Ｔ１によって、第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´が影響を受けることがある。すなわち、第１の温度Ｔ１と第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´（ＣＤ２）との関係は、図９（ｂ）に示すように、傾き(感度）ＳＴ１２を有する直線関係を示す。これは、第１の温度Ｔ１により第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´が変化すると、第１のレジストパターンＰ１の形状が変化し、その後形成される第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´も変化するためと考えられる。
また、同様に、第２の温度Ｔ２によって、第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´が影響を受けることがある。すなわち、第２の温度Ｔ２と第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´（ＣＤ１）との関係は、図９（ｃ）に示すように、傾き(感度）ＳＴ２１を有する直線関係を示す。これは、第２の温度Ｔ２で第２の加熱処理工程を行うことによって、ウェハＷ上に既に形成されている第１のレジストパターンＰ１の形状が変化し、第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´が変化するためと考えられる。
図１０のグラフに、第１のデータ準備工程及び第２のデータ準備工程を行うことによって求めた感度ＳＴ１１（第３のデータ）、感度ＳＴ１２（第１のデータ）、感度ＳＴ２１（第２のデータ）及び感度ＳＴ２２（第４のデータ）の値を示す。図１０では、ＳＴ１２の値をＳＴ１１で規格化し、ＳＴ２１の値をＳＴ２２で規格化して示している。このように規格化した値においても、ＳＴ１１＝１．００、ＳＴ１２＝０．３０、ＳＴ２１＝０．６８、ＳＴ２２＝１．００となっており、ＳＴ１１、ＳＴ２２に比べ、ＳＴ１２、ＳＴ２１が無視できない有限の値を有していることが分かる。
従って、感度ＳＴ１１（第３のデータ）のみならず、感度ＳＴ１２（第１のデータ）に基づいて第１の温度Ｔ１の補正を行うことにより、レジストパターンの線幅をより精度良く補正することができる。すなわち、感度ＳＴ１２（第１のデータ）及び一のウェハＷの第２のレジストパターンＰ２の線幅ＣＤ２の測定値ＣＤｃ２に基づいて第１の温度Ｔ１を補正することにより、他のウェハＷのレジストパターンの線幅の測定値のばらつきを低減できる。
また、感度ＳＴ２２（第４のデータ）のみならず、感度ＳＴ２１（第２のデータ）に基づいて第２の温度Ｔ２の補正を行うことにより、レジストパターンの線幅をより精度良く補正することができる。すなわち、感度ＳＴ２１（第２のデータ）及び一のウェハＷの第１のレジストパターンＰ１の線幅ＣＤ１の測定値ＣＤｃ１に基づいて第２の温度Ｔ２を補正することにより、他のウェハＷのレジストパターンの線幅の測定値のばらつきを低減できる。
具体的には、一例として、以下の式を用いて補正することができる。図９（ａ）及び図９（ｃ）に示すように、第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´（ＣＤ１）は、第１の温度Ｔ１及び第２の温度Ｔ２に対してそれぞれ感度ＳＴ１１及びＳＴ２１を有する。従って、第１のレジストパターンＰ１の線幅ＣＤ１の測定値ＣＤｃ１と目標値ＣＤｔ１との関係は、
Figure 0004917652
 と表される。ただし、式（１）において、Ｔｃ１は補正前の第１の温度であり、Ｔｉ１は補正後の第１の温度であり、Ｔｃ２は補正前の第２の温度であり、Ｔｉ２は補正後の第２の温度である。
また、図９（ｂ）及び図９（ｄ）に示すように、第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´（ＣＤ２）は、第１の温度Ｔ１及び第２の温度Ｔ２に対してそれぞれ感度ＳＴ１２及びＳＴ２２を有する。従って、第２のレジストパターンＰ２の線幅ＣＤ２の測定値ＣＤｃ２と目標値ＣＤｔ２との関係は、
Figure 0004917652
 と表される。
そして、式（１）、（２）を解くことにより、補正前の第１の温度Ｔｃ１と補正後の第１の温度Ｔｉ１との関係は、式（３）で表される。
Figure 0004917652
また、補正前の第２の温度Ｔｃ２と補正後の第２の温度Ｔｉ２との関係は、式（４）で表される。
Figure 0004917652
従って、感度ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２、線幅の測定値ＣＤｃ１、ＣＤｃ２、線幅の目標値ＣＤｔ１、ＣＤｔ２に基づいて、第１の温度Ｔ１及び第２の温度Ｔ２を補正することができる。
図９及び図１０を用いて説明したように、第２のレジストパターンＰ２の線幅ＣＤ２には第１の温度Ｔ１に対する依存性があり、第１のレジストパターンＰ１の線幅ＣＤ１には第２の温度Ｔ２に対する依存性がある。従って、線幅ＣＤ１の第１の温度Ｔ１に対する感度ＳＴ１１のみに基づいて第１の温度Ｔ１を補正し、線幅ＣＤ２の第２の温度Ｔ２に対する感度ＳＴ２２のみに基づいて第２の温度Ｔ２を補正する場合に比べ、より精度良く補正することができる。
以上、本実施の形態に係る基板処理方法によれば、第２のレジストパターンの線幅の第１の温度に対する感度に基づいて第１の温度を補正し、第１のレジストパターンの線幅の第２の温度に対する感度に基づいて第２の温度を補正する。このような補正方法により、ウェハ間の第１及び第２のレジストパターンの線幅のばらつきを低減できる。また、ウェハ面内の各測定点における第１及び第２のレジストパターンの線幅のばらつきをウェハ間で低減できるため、ウェハ面内の線幅のばらつきを低減することができる。
また、本実施の形態では、図８に示すように、第２のレジストパターンＰ２の各ラインが、第１のレジストパターンＰ１の各ラインと略平行であり、交互に配列する場合について説明した。しかし、本実施の形態は、第２のレジストパターンＰ２の各ラインが、第１のレジストパターンＰ１の各ラインと平行でなく、平面視において第１のレジストパターンＰ１の各ラインと交差する場合にも適用可能である。このとき、第２のレジストパターンＰ２と第１のレジストパターンＰ１の各ラインとが交差する箇所では、第２のレジストパターンＰ２が第１のレジストパターンＰ１の各ラインの上を跨ぐように形成される。従って、第１のレジストパターンＰ１の形状と第２のレジストパターンＰ２の形状とが互いに影響を及ぼし合い、感度ＳＴ１２、ＳＴ２１の値が大きくなり、線幅がばらつきやすくなる。よって、本実施の形態によりウェハ間及びウェハ面内での線幅のばらつきを低減できる寄与が更に大きくなる。
（第２の実施の形態）
次に、図１１から図１４を参照し、第２の実施の形態に係る基板処理方法について説明する。
本実施の形態に係る基板処理方法では、第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、第１の処理工程の露光の露光量を補正し、第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、第２の処理工程の露光の露光量を補正する点で、第１の実施の形態に係る基板処理方法と相違する。
本実施の形態に係る基板処理方法を行うための基板処理システムについては、第１の実施の形態に係る基板処理システムと同様にすることができる。
一方、本実施の形態に係る基板処理方法は、第１の実施の形態に係る基板処理方法と相違する。図１１は、本実施の形態に係る基板処理方法の各工程の手順を説明するためのフローチャートである。図１２は、本実施の形態に係る基板処理方法の各工程におけるウェハの状態を示す断面図である。図１３は、第１又は第２のレジストパターンのスペース幅と、第１又は第２の温度との関係を示すグラフである。図１４は、スペース幅の温度に対する感度の値を比較して示すグラフである。なお、以下の文中では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
図１１に示すように、本実施の形態に係る基板処理方法は、第１のデータ準備工程（ステップＳ３１）、第２のデータ準備工程（ステップＳ３２）、第１の処理工程（ステップＳ３３〜ステップＳ３６）、第２の処理工程（ステップＳ３７〜ステップＳ４０）、線幅測定工程（ステップＳ４１）、第１の処理工程（ステップＳ４２〜ステップＳ４５）、及び第２の処理工程（ステップＳ４６〜ステップＳ４９）を有する。
また、第１の処理工程（ステップＳ３３〜ステップＳ３６）及び第２の処理工程（ステップＳ３７〜ステップＳ４０）は、一のウェハＷについて、第１の処理工程及び第２の処理工程を行うものである。第１の処理工程（ステップＳ３３〜ステップＳ３６）は、第１の塗布処理工程（ステップＳ３３）、第１の露光工程（ステップＳ３４）、第１の加熱処理工程（ステップＳ３５）及び第１の現像処理工程（ステップＳ３６）を有する。第２の処理工程（ステップＳ３７〜ステップＳ４０）は、第２の塗布処理工程（ステップＳ３７）、第２の露光工程（ステップＳ３８）、第２の加熱処理工程（ステップＳ３９）及び第２の現像処理工程（ステップＳ４０）を有する。
また、第１の処理工程（ステップＳ４２〜ステップＳ４５）及び第２の処理工程（ステップＳ４６〜ステップＳ４９）は、他のウェハＷについて、第１の処理工程及び第２の処理工程を行うものである。第１の処理工程（ステップＳ４２〜ステップＳ４５）は、第１の塗布処理工程（ステップＳ４２）、第１の露光工程（ステップＳ４３）、第１の加熱処理工程（ステップＳ４４）及び第１の現像処理工程（ステップＳ４５）を有する。第２の処理工程（ステップＳ４６〜ステップＳ４９）は、第２の塗布処理工程（ステップＳ４６）、第２の露光工程（ステップＳ４７）、第２の加熱処理工程（ステップＳ４８）及び第２の現像処理工程（ステップＳ４９）を有する。
始めに、第１のデータ準備工程（ステップＳ３１）を行う。第１のデータ準備工程（ステップＳ３１）では、第１の露光量Ｄ１と第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´との関係を示す第１のデータを準備する。
複数のウェハＷよりなるウェハ群の各ウェハＷに、後述する第１の塗布処理工程（ステップＳ３３）を行った後、ウェハＷ毎に第１の露光量Ｄ１を変えて、後述する第１の露光工程（ステップＳ３４）を行う。その後、後述する第１の加熱処理工程（ステップＳ３５）から第２の現像処理工程（ステップＳ４０）を行い、図１２を用いて後述するように、ウェハＷ上に第１のレジストパターンＰ１及び第２のレジストパターンＰ２を形成する。更に、形成された第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´を、線幅測定装置１１０を用いて測定する。これにより、第１の露光量Ｄ１と第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´との関係を示す第１のデータ（後述するＳＤ１２に相当する）を準備する。
なお、第１の実施の形態と同様に、第１のデータ準備工程（ステップＳ３１）において、第１の露光量Ｄ１と第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´との関係を示す第３のデータ（後述するＳＴ１１に相当する）も準備する。
次に、第２のデータ準備工程（ステップＳ３２）を行う。第２のデータ準備工程（ステップＳ３２）では、第２の露光量Ｄ２と第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´との関係を示す第２のデータを準備する。
複数のウェハＷよりなるウェハ群の各ウェハＷに、後述する第１の塗布処理工程（ステップＳ３３）から第２の塗布処理工程（ステップＳ３７）を行った後、ウェハＷ毎に第２の露光量Ｄ２を変えて、後述する第２の露光工程（ステップＳ３８）を行う。その後、後述する第２の加熱処理工程（ステップＳ３９）及び第２の現像処理工程（ステップＳ４０）を行い、図１２を用いて後述するように、ウェハＷ上に第１及び第２のレジストパターンＰ１、Ｐ２を形成する。更に、形成された第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´を、線幅測定装置１１０を用いて測定する。これにより、第２の露光量Ｄ２と第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´との関係を示す第２のデータ（後述するＳＤ２１に相当する）を準備する。
なお、第２のデータ準備工程（ステップＳ３２）において、第２の露光量Ｄ２と第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´との関係を示す第４のデータ（後述するＳＴ２２に相当する）も準備する。
次に、一のウェハＷに第１の処理工程（ステップＳ３３〜ステップＳ３６）を行う。
まず、一のウェハＷに第１の塗布処理工程（ステップＳ３３）を行う。第１の塗布処理工程（ステップＳ３３）は、第１の実施の形態における第１の塗布処理工程（ステップＳ１３）と同様である。第１の塗布処理工程（ステップＳ３３）におけるウェハＷの状態は、図１２（ａ）に示される。図１２（ａ）は、図８（ａ）と同様である。
次に、一のウェハＷに第１の露光工程（ステップＳ３４）を行う。第１の露光工程（ステップＳ３４）では、第１のレジスト膜１３３が形成された一のウェハＷを第１の露光量Ｄ１で露光する。図１２（ｂ）は、第１の露光工程（ステップＳ３４）におけるウェハの状態を示す。図１２（ｂ）は、図８（ｂ）と同様である。
第１の実施の形態における第１の露光工程（ステップＳ１４）と同様にして、露光装置２００に搬送されたウェハＷに１回目の露光が施される。１回目の露光が施されるとき、図１２（ｂ）に示すように、露光量Ｄを第１の露光量Ｄ１として、第１のレジスト膜１３３を露光し、可溶部１３３ａ及び不溶部１３３ｂよりなる第１のパターンＰ１を得る。そして、１回目の露光が終了したウェハＷは、第１の実施の形態と同様に、インターフェイスブロックＳ３へ搬出される。
次に、一のウェハＷに第１の加熱処理工程（ステップＳ３５）から第２の塗布処理工程（ステップＳ３７）を行うことによって、第１のレジストパターンＰ１を形成し、形成した第１のレジストパターンＰ１上に第２のレジスト膜１３５を形成する。第１の加熱処理工程（ステップＳ３５）から第２の塗布処理工程（ステップＳ３７）の各工程は、それぞれ、第１の実施の形態における第１の加熱処理工程（ステップＳ１５）から第２の塗布処理工程（ステップＳ１７）の各工程と同様である。また、第１の加熱処理工程（ステップＳ３５）から第２の塗布処理工程（ステップＳ３７）の各工程におけるウェハＷの状態は、図１２（ｃ）から図１２（ｆ）に示される。図１２（ｃ）から図１２（ｆ）の各図は、それぞれ、図８（ｃ）から図８（ｆ）の各図と同様である。
次に、一のウェハＷに第２の露光工程（ステップＳ３８）を行う。第２の露光工程（ステップＳ３８）では、第２のレジスト膜１３５が形成された一のウェハＷを第２の露光量Ｄ２で露光する。図１２（ｇ）は、第２の露光工程（ステップＳ３８）におけるウェハの状態を示す。
第１の実施の形態における第２の露光工程（ステップＳ１８）と同様にして、露光装置２００に搬送されたウェハＷに２回目の露光が施される。２回目の露光が施されるとき、図１２（ｇ）に示すように、露光量Ｄを第２の露光量Ｄ２として、第２のレジスト膜１３５を露光し、可溶部１３５ａ及び不溶部１３５ｂよりなる第２のパターンＰ２を得る。そして、２回目の露光が終了したウェハＷは、第１の実施の形態と同様に、第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４に搬入される。
次に、一のウェハＷに第２の加熱処理工程（ステップＳ３９）及び第２の現像処理工程（ステップＳ４０）を行うことによって、第２のレジストパターンＰ２を形成する。第２の加熱処理工程（ステップＳ３９）及び第２の現像処理工程（ステップＳ４０）の各工程は、それぞれ、第１の実施の形態における第２の加熱処理工程（ステップＳ１９）及び第２の現像処理工程（ステップＳ２０）の各工程と同様である。また、第２の加熱処理工程（ステップＳ３９）及び第２の現像処理工程（ステップＳ４０）の各工程におけるウェハＷの状態は、図１２（ｈ）及び図１２（ｉ）に示される。図１２（ｈ）及び図１２（ｉ）の各図は、それぞれ、図８（ｈ）及び図８（ｉ）の各図と同様である。
次に、線幅測定工程（ステップＳ４１）を行う。線幅測定工程（ステップＳ４１）は、第１の実施の形態における線幅測定工程（ステップＳ２１）と同様である。
次に、他のウェハＷに第１の処理工程（ステップＳ４２〜ステップＳ４５）を行う。
まず、他のウェハＷに第１の塗布処理工程（ステップＳ４２）を行う。第１の塗布処理工程（ステップＳ４２）は、第１の実施の形態における第１の塗布処理工程（ステップＳ２２）と同様である。第１の塗布処理工程（ステップＳ４２）におけるウェハＷの状態は、図１２（ａ）に示される。
次に、他のウェハＷに第１の露光工程（ステップＳ４３）を行う。第１の露光工程（ステップＳ４３）では、第１のデータＳＤ１２及び第２のレジストパターンＰ２の線幅ＣＤ２の測定値ＣＤｃ２に基づいて、第１の露光量Ｄ１を補正し、補正された第１の露光量Ｄ１で、他のウェハＷを露光する。図１２（ｂ）は、第１の露光工程（ステップＳ４３）におけるウェハの状態を示す。
第１の実施の形態における第１の露光工程（ステップＳ２３）と同様にして、露光装置２００に搬送されたウェハＷに１回目の露光が施される。１回目の露光が施されるとき、図１２（ｂ）に示すように、補正された第１の露光量Ｄ１で第１のレジスト膜１３３を露光し、可溶部１３３ａ及び不溶部１３３ｂよりなる第１のパターンＰ１を得る。そして、１回目の露光が終了したウェハＷは、第１の実施の形態と同様に、インターフェイスブロックＳ３へ搬出される。
次に、他のウェハＷに第１の加熱処理工程（ステップＳ４４）から第２の塗布処理工程（ステップＳ４６）を行うことによって、第１のレジストパターンＰ１を形成し、形成した第１のレジストパターンＰ１上に第２のレジスト膜１３５を形成する。第１の加熱処理工程（ステップＳ４４）から第２の塗布処理工程（ステップＳ４６）の各工程は、それぞれ、第１の実施の形態における第１の加熱処理工程（ステップＳ２４）から第２の塗布処理工程（ステップＳ２６）の各工程と同様である。また、第１の加熱処理工程（ステップＳ４４）から第２の塗布処理工程（ステップＳ４６）の各工程におけるウェハＷの状態は、図１２（ｃ）から図１２（ｆ）に示される。
次に、他のウェハＷに第２の露光工程（ステップＳ４７）を行う。第２の露光工程（ステップＳ４７）では、第２のデータＳＤ２１及び第１のレジストパターンＰ１の線幅ＣＤ１の測定値ＣＤｃ１に基づいて、第２の露光量Ｄ２を補正し、補正された第２の露光量Ｄ２で、他のウェハＷを露光する。図１２（ｇ）は、第２の露光工程（ステップＳ４７）におけるウェハの状態を示す。
第１の実施の形態における第２の露光工程（ステップＳ２７）と同様にして、露光装置２００に搬送されたウェハＷに２回目の露光が施される。２回目の露光が施されるとき、図１２（ｇ）に示すように、補正された第２の露光量Ｄ２で第２のレジスト膜１３５を露光し、可溶部１３５ａ及び不溶部１３５ｂよりなる第２のパターンＰ２を得る。そして、２回目の露光が終了したウェハＷは、第１の実施の形態と同様に、第２搬出バッファカセット（ＢｕＯＵＴ２）９４に搬入される。
次に、他のウェハＷに第２の加熱処理工程（ステップＳ４８）及び第２の現像処理工程（ステップＳ４９）を行うことによって、第２のレジストパターンＰ２を形成する。第２の加熱処理工程（ステップＳ４８）及び第２の現像処理工程（ステップＳ４９）の各工程は、それぞれ、第１の実施の形態における第２の加熱処理工程（ステップＳ２８）及び第２の現像処理工程（ステップＳ２９）の各工程と同様である。また、第２の加熱処理工程（ステップＳ４８）及び第２の現像処理工程（ステップＳ４９）の各工程におけるウェハＷの状態は、図１２（ｈ）及び図１２（ｉ）に示される。
そして、第１の実施の形態と同様に、２回目の現像処理が終了したウェハＷは、一のウェハＷと同様に、トランスファーアームＣによりキャリア２０内に収納される。また、２回目の現像処理まで行った後、本実施の形態に係る基板処理方法が終了したウェハＷは、基板処理システムと別に設けられたエッチング装置にて、図１２（ｊ）に示すように、被エッチング膜１３１に対してエッチングを行うことができる。
次に、第１の露光工程（ステップＳ４３）において第１の露光量Ｄ１を補正する方法、及び第２の露光工程（ステップＳ４７）において第２の露光量Ｄ２を補正する方法について説明する。
第１の露光量Ｄ１と第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´（ＣＤ１）との関係は、図１３（ａ）に示すように、正の傾き（感度）ＳＤ１１を有する直線関係を示す。また、第２の露光量Ｄ２と第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´（ＣＤ２）との関係は、図１３（ｄ）に示すように、正の傾き（感度）ＳＤ２２を有する直線関係を示す。
一方、第１の露光量Ｄ１と第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´（ＣＤ２）との関係は、図１３（ｂ）に示すように、傾き（感度）ＳＤ１２を有する直線関係を示す。これは、第１の露光量Ｄ１により第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´が変化すると、第１のレジストパターンＰ１の形状が変化し、その後形成される第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´が変化するためと考えられる。
また、同様に、第２の露光量Ｄ２と第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´（ＣＤ１）との関係は、図１３（ｃ）に示すように、傾き（感度）ＳＤ２１を有する直線関係を示す。これは、第２の露光量Ｄ２で第２の露光工程を行うことによって、ウェハＷ上に既に形成されている第１のレジストパターンＰ１の形状が変化し、第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´が変化するためと考えられる。
図１４のグラフに、第１のデータ準備工程及び第２のデータ準備工程を行うことによって求めた感度ＳＤ１１（第３のデータ）、感度ＳＤ１２（第１のデータ）、感度ＳＤ２１（第２のデータ）及び感度ＳＤ２２（第４のデータ）の値を示す。図１４では、ＳＤ１２の値をＳＤ１１で規格化し、ＳＤ２１の値をＳＤ２２で規格化して示している。このように規格化した値においても、ＳＤ１１＝１．００、ＳＤ１２＝０．４５、ＳＤ２１＝０．１９、ＳＤ２２＝１．００となっており、ＳＤ１１、ＳＤ２２に比べ、ＳＤ１２、ＳＤ２１が無視できない有限の値を有していることが分かる。
従って、感度ＳＤ１１（第３のデータ）のみならず、感度ＳＤ１２（第１のデータ）に基づいて第１の露光量Ｄ１の補正を行うことにより、他のウェハＷのレジストパターンの線幅の測定値のばらつきを低減できる。また、感度ＳＤ２２（第４のデータ）のみならず、感度ＳＤ２１（第２のデータ）に基づいて第２の露光量Ｄ２の補正を行うことにより、他のウェハＷのレジストパターンの線幅の測定値のばらつきを低減できる。
また、第１の実施の形態と同様に、以下の式を用いて補正することができる。図１３（ａ）及び図１３（ｃ）に示すように、第１のレジストパターンＰ１のスペース幅ＳＰ１´（ＣＤ１）は、第１の露光量Ｄ１及び第２の露光量Ｄ２に対してそれぞれ感度ＳＤ１１及びＳＤ２１を有する。従って、第１のレジストパターンＰ１の線幅の測定値ＣＤｃ１と目標値ＣＤｔ１との関係は、
Figure 0004917652
 と表される。ただし、式（５）において、Ｄｃ１は補正前の第１の露光量であり、Ｄｉ１は補正後の第１の露光量であり、Ｄｃ２は補正前の第２の露光量であり、Ｄｉ２は補正後の第２の露光量である。
また、図１３（ｂ）及び図１３（ｄ）に示すように、第２のレジストパターンＰ２のスペース幅ＳＰ２´（ＣＤ２）は、第１の露光量Ｄ１及び第２の露光量Ｄ２に対してそれぞれ感度ＳＤ１２及びＳＤ２２を有する。従って、第２のレジストパターンＰ２の線幅ＣＤ２の測定値ＣＤｃ２と目標値ＣＤｔ２との関係は、
Figure 0004917652
 と表される。
そして、式（５）、（６）を解くことにより、補正前の第１の露光量Ｄｃ１と補正後の第１の露光量Ｄｉ１との関係は、式（７）で表される。
Figure 0004917652
また、補正前の第２の露光量Ｄｃ２と補正後の第２の露光量Ｄｉ２との関係は、式（８）で表される。
Figure 0004917652
従って、感度ＳＤ１１、ＳＤ１２、ＳＤ２１、ＳＤ２２、線幅の測定値ＣＤｃ１、ＣＤｃ２、線幅の目標値ＣＤｔ１、ＣＤｔ２に基づいて、第１の露光量Ｄ１及び第２の露光量Ｄ２を補正することができる。
なお、露光装置において、露光量Ｄは、露光源の出力、露光時間等の処理条件により決定される。従って、本実施の形態において、露光量Ｄに代え、露光源の出力又は露光時間を補正するようにしてもよい。あるいは、露光時の温度、光源とウェハとの距離、あるいは液浸露光を行う際の液の濃度等各種の露光時の処理条件を用いてもよい。
図１３及び図１４を用いて説明したように、第２のレジストパターンＰ２の線幅ＣＤ２には第１の露光量Ｄ１に対する依存性があり、第１のレジストパターンＰ１の線幅ＣＤ１には第２の露光量Ｄ２に対する依存性がある。従って、線幅ＣＤ１の第１の露光量Ｄ１に対する感度ＳＤ１１のみに基づいて第１の露光量Ｄ１を補正し、線幅ＣＤ２の第２の露光量Ｄ２に対する感度ＳＤ２２のみに基づいて第２の露光量Ｄ２を補正する場合に比べ、より精度良く補正することができる。
以上、本実施の形態に係る基板処理方法によれば、第２のレジストパターンの線幅の第１の露光量に対する感度に基づいて第１の露光量を補正し、第１のレジストパターンの線幅の第２の露光量に対する感度に基づいて第２の露光量を補正する。このような補正方法により、ウェハ間の第１及び第２のレジストパターンの線幅のばらつきを低減できる。また、ウェハ面内の各測定点における第１及び第２のレジストパターンの線幅のばらつきをウェハ間で低減できるため、ウェハ面内の線幅のばらつきを低減することができる。
また、本実施の形態では、図１２に示すように、第２のレジストパターンＰ２の各ラインが、第１のレジストパターンＰ１の各ラインと略平行であり、交互に配列する場合について説明した。しかし、本実施の形態は、第２のレジストパターンＰ２の各ラインが、第１のレジストパターンＰ１の各ラインと平行でなく、平面視において第１のレジストパターンＰ１の各ラインと交差する場合にも適用可能である。このとき、第２のレジストパターンＰ２と第１のレジストパターンＰ１の各ラインとが交差する箇所では、第２のレジストパターンＰ２が第１のレジストパターンＰ１の各ラインの上を跨ぐように形成される。従って、第１のレジストパターンＰ１の形状と第２のレジストパターンＰ２の形状とが互いに影響を及ぼし合い、感度ＳＤ１２、ＳＤ２１の値が大きくなり、線幅がばらつきやすくなる。よって、本実施の形態によりウェハ間及びウェハ面内での線幅のばらつきを低減できる寄与が更に大きくなる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について記述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
なお、第１の実施の形態では、第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、第１の処理工程の加熱処理の加熱温度を補正し、第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、第２の処理工程の加熱処理の加熱温度を補正する例について説明した。また、第２の実施の形態では、第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、第１の処理工程の露光の露光量を補正し、第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、第２の処理工程の露光の露光量を補正する例について説明した。
しかし、本発明は、第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、第１の処理工程における処理条件のうちの一の処理条件を補正し、第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、第２の処理工程におけるその一の処理条件を補正する例にも適用することができる。すなわち、本発明は、第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、第１の処理工程における第１の処理条件を補正し、第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、第２の処理工程における第２の処理条件を補正するものであってもよい。
一の条件（第１の処理条件及び第２の処理条件）を、加熱処理における加熱時間、露光が終了してから加熱処理を開始するまでの引き置き時間、加熱処理の雰囲気、塗布処理や現像処理におけるウェハ温度、ウェハ回転数、レジストや現像液の供給速度、等とすることができる。
また、本発明は、半導体基板、ガラス基板その他の各種基板を処理する工程を含む装置に適用することが可能である。
１３０ ウェハ
１３３ 第１のレジスト膜
１３５ 第２のレジスト膜
ＣＤ１、ＣＤ２ 線幅
Ｐ１ 第１のレジストパターン
Ｐ２ 第２のレジストパターン
Ｔ１ 第１の温度
Ｔ２ 第２の温度

Claims (7)

  1. 基板を処理する基板処理方法において、
    第１のレジスト膜が形成された前記基板を露光し、露光された前記基板を加熱処理し、加熱処理された前記基板を現像処理することによって第１のレジストパターンを形成する第１の処理工程と、
    前記第１のレジストパターンが形成された前記基板上に第２のレジスト膜を形成し、前記第２のレジスト膜が形成された前記基板を露光し、露光された前記基板を加熱処理し、加熱処理された前記基板を現像処理することによって第２のレジストパターンを形成する第２の処理工程と
    を有し、
    一の基板に前記第２の処理工程を行った後、
    前記一の基板に形成された前記第２のレジストパターンの線幅を測定し、測定された前記第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第１の処理工程の第１の処理条件を補正し、補正された前記第１の処理条件で他の基板に前記第１の処理工程を行い、
    前記一の基板に形成された前記第１のレジストパターンの線幅を測定し、測定された前記第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第２の処理工程の第２の処理条件を補正し、補正された前記第２の処理条件で前記他の基板に前記第２の処理工程を行う、基板処理方法。
  2. 前記第１の処理工程は、露光された前記基板を第１の温度で加熱処理するものであり、
    前記第２の処理工程は、露光された前記基板を第２の温度で加熱処理するものであり、
    前記一の基板に前記第２の処理工程を行った後、
    前記第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第１の温度を補正し、補正された前記第１の温度で前記他の基板を加熱処理し、
    前記第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第２の温度を補正し、補正された前記第２の温度で前記他の基板を加熱処理する、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記第１の温度と前記第２のレジストパターンの線幅との関係を示す第１のデータを準備する第１のデータ準備工程と、
    前記第２の温度と前記第１のレジストパターンの線幅との関係を示す第２のデータを準備する第２のデータ準備工程と
    を有し、
    前記一の基板に前記第２の処理工程を行った後、
    前記第１のデータ及び前記第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第１の温度を補正し、
    前記第２のデータ及び前記第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第２の温度を補正する、請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 前記第１のデータ準備工程において、複数の基板よりなる第１の基板群の各基板に、前記基板毎に前記第１の温度を変えて前記第１の処理工程を行い、前記第１の処理工程が行われた前記各基板に前記第２の処理工程を行った後、前記各基板に形成された前記第２のレジストパターンの線幅を測定することによって、前記第１のデータを準備し、
    前記第２のデータ準備工程において、複数の基板よりなる第２の基板群の各基板に、前記第１の処理工程を行い、前記第１の処理工程が行われた前記各基板に、前記基板毎に前記第２の温度を変えて前記第２の処理工程を行った後、前記各基板に形成された前記第１のレジストパターンの線幅を測定することによって、前記第２のデータを準備する、請求項３に記載の基板処理方法。
  5. 前記第１の処理工程は、前記基板を第１の露光量で露光するものであり、
    前記第２の処理工程は、前記基板を第２の露光量で露光するものであり、
    前記一の基板に前記第２の処理工程を行った後、
    前記第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第１の露光量を補正し、補正された前記第１の露光量で前記他の基板を露光し、
    前記第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第２の露光量を補正し、補正された前記第２の露光量で前記他の基板を露光する、請求項１に記載の基板処理方法。
  6. 前記第１の露光量と前記第２のレジストパターンの線幅との関係を示す第１のデータを準備する第１のデータ準備工程と、
    前記第２の露光量と前記第１のレジストパターンの線幅との関係を示す第２のデータを準備する第２のデータ準備工程と
    を有し、
    前記一の基板に前記第２の処理工程を行った後、
    前記第１のデータ及び前記第２のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第１の露光量を補正し、
    前記第２のデータ及び前記第１のレジストパターンの線幅の測定値に基づいて、前記第２の露光量を補正する、請求項５に記載の基板処理方法。
  7. 前記第１のデータ準備工程において、複数の基板よりなる第１の基板群の各基板に、前記基板毎に前記第１の露光量を変えて前記第１の処理工程を行い、前記第１の処理工程が行われた前記各基板に前記第２の処理工程を行った後、前記各基板に形成された前記第２のレジストパターンの線幅を測定することによって、前記第１のデータを準備し、
    前記第２のデータ準備工程において、複数の基板よりなる第２の基板群の各基板に、前記第１の処理工程を行い、前記第１の処理工程が行われた前記各基板に、前記基板毎に前記第２の露光量を変えて前記第２の処理工程を行った後、前記各基板に形成された前記第１のレジストパターンの線幅を測定することによって、前記第２のデータを準備する、請求項６に記載の基板処理方法。
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