JP4970882B2 - 基板の測定方法、プログラム、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び基板の測定システム - Google Patents

Description

本発明は、基板の測定方法、プログラム、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び基板の測定システムに関する。

例えば半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー工程では、例えばウェハ上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布工程、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光工程、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる加熱工程（ポストエクスポージャーベーキング）、露光されたレジスト膜を現像する現像工程などの複数の工程が順次行われて、ウェハ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、各種処理装置やウェハの搬送装置などを搭載した塗布現像処理システムで行われ、この塗布現像処理システムでは、例えば同じレシピの複数枚のウェハが連続的に搬送されて処理されている。

ところで、上述の塗布現像処理システムでは、上記一連の処理の例えばウェハの面内処理傾向を把握するため、ウェハ処理後にレジストパターンの線幅などのウェハの処理状態を測定する必要がある。このウェハの測定は、例えば塗布現像処理システムにおいて製品ウェハの処理前にテストウェハの処理を行い、例えば塗布現像処理システムに搭載された測定装置により、そのテストウェハ面の複数の測定点の処理状態を測定することにより行われている（特許文献１、２参照）。

特開２００６-１２８５７２号公報 特開２００３−２０９０９３号公報

しかしながら、このようにテストウェハを用いてウェハの処理状態を測定する場合、製品ウェハの処理開始までに長時間を要する。このため、製品ウェハを用いて直接処理状態を測定することが考えられている。

しかし、製品ウェハは、塗布現像処理システムにおいてロット毎に複数枚ずつ連続的に搬送されて処理されている。このため、例えば一の製品ウェハが最後の工程を終了した後にその一の製品ウェハを多数点に亘り測定すると、その測定に時間がかかるため、後の製品ウェハに待ち時間が生じる。この結果、連続搬送されている製品ウェハの渋滞を招き、ウェハ処理のスループットが低下してしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、スループットを低下させずに、連続搬送される製品ウェハの測定を行うことをその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、複数の基板が連続的に搬送され、当該各基板に対して処理が行われ、その処理の終了した基板の処理状態を測定する方法であって、基板面内の複数の測定点の基板の処理状態を測定する工程を有し、当該複数の測定点の測定にあたり、予め基板面内の前記複数の測定点を分割しておき、さらに前記各基板の測定点には、基板間で共通の測定点を設け、当該分割された各測定点の測定を当該各測定点毎に異なる基板を用いて行い、当該各基板の測定点の測定結果を合成することを特徴とする。

本発明によれば、基板面内の複数の測定点を分割し、前記各基板の測定点には、基板間で共通の測定点を設け、当該分割された各測定点の測定を当該各測定点毎に異なる基板を用いて測定し、当該各基板の測定点の測定結果を合成するので、各基板の測定時間が短縮できる。この結果、複数の基板が連続的に搬送され処理されている場合において、前の基板の測定により後の基板が待たされて基板の搬送に渋滞が生じることを防止できる。したがって、基板の処理のスループットを低下させることなく、製品基板の測定を行うことができる。

前記共通の測定点の測定結果に基づいて、基板間の測定誤差を補正してもよい。

前記処理内の特定の工程を行う処理装置が複数台あり、前記連続的に搬送される複数の基板が前記各処理装置に振り分けられて処理される場合には、同一の処理装置で処理された複数の基板を用いて前記分割された各測定点の測定を行い、当該複数の基板の測定点の測定結果を合成してもよい。

前記処理内には、基板を熱処理板上に載置して熱処理する熱処理工程が含まれ、前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、前記熱処理板の区画パターンに対応するように、前記基板面内の複数の測定点が分割されてもよい。

前記処理内には、基板を熱処理板上に載置して熱処理する熱処理工程が含まれており、前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、前記基板の処理状態の測定は、前記熱処理板の各領域の設定温度を調整するために行われ、前記基板面内の複数の測定点の測定結果に基づいて、前記熱処理板の各領域の設定温度の補正値を算出するようにしてもよい。

別の観点による本発明によれば、上記基板の測定方法を、コンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。

また、別の観点による本発明によれば、上記基板の測定方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

別の観点による本発明は、複数の基板が連続的に搬送され、当該各基板に対して処理が行われ、その処理の終了した基板の処理状態を測定する基板の測定システムであって、基板面内の複数の測定点の基板の処理状態を測定する測定部と、前記測定部による複数の測定点の測定にあたり、予め基板面内の複数の測定点を分割しておき、さらに前記各基板の測定点には、基板間で共通の測定点を設け、当該分割された各測定点の測定を当該各測定点毎に異なる基板を用いて行わせ、当該各基板の測定点の測定結果を合成する制御部と、を有することを特徴とする。

前記制御部は、前記共通の測定点の測定結果に基づいて、基板間の測定誤差を補正するようにしてもよい。

前記処理内の特定の工程を行う処理装置が複数台あり、前記連続的に搬送される複数の基板が前記各処理装置に振り分けられて処理される場合には、同一の処理装置で処理された複数の基板を用いて前記分割された各測定点の測定を行い、当該複数の基板の測定点の測定結果を合成するようにしてもよい。

前記処理内には、基板を熱処理板上に載置して熱処理する熱処理工程が含まれ、前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、前記熱処理板の区画パターンに対応するように、前記基板面内の複数の測定点が分割されるようにしてもよい。

前記処理内には、基板を熱処理板上に載置して熱処理する熱処理工程が含まれており、前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、前記基板の処理状態の測定は、前記熱処理板の各領域の設定温度を調整するために行われ、前記制御部は、前記基板面内の複数の測定点の測定結果に基づいて、前記熱処理板の各領域の設定温度の補正値を算出するようにしてもよい。

本発明によれば、スループットを低下させずに、製品基板の測定を行うことができる。

以下、本発明の好ましい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の測定方法が行われる塗布現像処理システム１の構成の概略を示す平面図であり、図２は、塗布現像処理システム１の正面図であり、図３は、塗布現像処理システム１の背面図である。

塗布現像処理システム１は、図１に示すように例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部から塗布現像処理システム１に対して搬入出したり、カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と、フォトリソグラフィー工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を多段に配置している処理ステーション３と、この処理ステーション３に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハＷの受け渡しをするインターフェイスステーション４とを一体に接続した構成を有している。

カセットステーション２には、カセット載置台５が設けられ、当該カセット載置台５は、複数のカセットＣをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。カセットステーション２には、搬送路６上をＸ方向に向かって移動可能なウェハ搬送体７が設けられている。ウェハ搬送体７は、カセットＣに収容されたウェハＷのウェハ配列方向（Ｚ方向；鉛直方向）にも移動自在であり、Ｘ方向に配列された各カセットＣ内のウェハＷに対して選択的にアクセスできる。

ウェハ搬送体７は、Ｚ軸周りのθ方向に回転可能であり、後述する処理ステーション３側の第３の処理装置群Ｇ３に属する温調装置６０やトランジション装置６１に対してもアクセスできる。

カセットステーション２に隣接する処理ステーション３は、複数の処理装置が多段に配置された、例えば５つの処理装置群Ｇ１〜Ｇ５を備えている。処理ステーション３のＸ方向負方向（図１中の下方向）側には、カセットステーション２側から第１の処理装置群Ｇ１、第２の処理装置群Ｇ２が順に配置されている。処理ステーション３のＸ方向正方向（図１中の上方向）側には、カセットステーション２側から第３の処理装置群Ｇ３、第４の処理装置群Ｇ４及び第５の処理装置群Ｇ５が順に配置されている。第３の処理装置群Ｇ３と第４の処理装置群Ｇ４の間には、第１の搬送装置１０が設けられている。第１の搬送装置１０は、第１の処理装置群Ｇ１、第３の処理装置群Ｇ３及び第４の処理装置群Ｇ４内の各処理装置に選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。第４の処理装置群Ｇ４と第５の処理装置群Ｇ５の間には、第２の搬送装置１１が設けられている。第２の搬送装置１１は、第２の処理装置群Ｇ２、第４の処理装置群Ｇ４及び第５の処理装置群Ｇ５内の各処理装置に選択的にアクセスしてウェハＷを搬送できる。

図２に示すように第１の処理装置群Ｇ１には、ウェハＷに所定の液体を供給して処理を行う液処理装置、例えばウェハＷにレジスト液を塗布するレジスト塗布装置２０、２１、２２、露光処理時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティング装置２３、２４が下から順に５段に重ねられている。第２の処理装置群Ｇ２には、液処理装置、例えばウェハＷに現像液を供給して現像処理する現像処理装置３０〜３４が下から順に５段に重ねられている。また、第１の処理装置群Ｇ１及び第２の処理装置群Ｇ２の最下段には、各処理装置群Ｇ１、Ｇ２内の液処理装置に各種処理液を供給するためのケミカル室４０、４１がそれぞれ設けられている。

例えば図３に示すように第３の処理装置群Ｇ３には、温調装置６０、ウェハＷの受け渡しを行うためのトランジション装置６１、精度の高い温度管理下でウェハＷを温度調節する高精度温調装置６２〜６４及びウェハＷを高温で加熱処理する高温度熱処理装置６５〜６８が下から順に９段に重ねられている。

第４の処理装置群Ｇ４では、例えば高精度温調装置７０、レジスト塗布処理後のウェハＷを加熱処理するプリベーキング装置７１〜７４及び現像処理後のウェハＷを加熱処理するポストベーキング装置７５〜７９が下から順に１０段に重ねられている。

第５の処理装置群Ｇ５では、ウェハＷを熱処理する複数の熱処理装置、例えば高精度温調装置８０〜８３、露光後で現像前のウェハＷの加熱処理を行う複数のポストエクスポージャーベーキング装置（以下「ＰＥＢ装置」とする。）８４〜８９が下から順に１０段に重ねられている。

図１に示すように第１の搬送装置１０のＸ方向正方向側には、複数の処理装置が配置されており、例えば図３に示すようにウェハＷを疎水化処理するためのアドヒージョン装置９０、９１が下から順に２段に重ねられている。図１に示すように第２の搬送装置１１のＸ方向正方向側には、例えばウェハＷのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置９２が配置されている。

インターフェイスステーション４には、例えば図１に示すようにＸ方向に向けて延びる搬送路１００上を移動するウェハ搬送体１０１と、バッファカセット１０２が設けられている。ウェハ搬送体１０１は、上下移動可能でかつθ方向にも回転可能であり、インターフェイスステーション４に隣接した図示しない露光装置と、バッファカセット１０２及び第５の処理装置群Ｇ５に対してアクセスしてウェハＷを搬送できる。

例えばカセットステーション２には、ウェハＷ上のレジストパターンの線幅を測定する測定部としての線幅測定装置１１０が設けられている。線幅測定装置１１０は、例えば図４に示すようにウェハＷを水平に載置する載置台１２０と、光学式表面形状測定計１２１を備えている。載置台１２０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１２１は、例えばウェハＷに対して斜方向から光を照射する光照射部１２２と、光照射部１２２から照射されウェハＷで反射した光を検出する光検出部１２３と、当該光検出部１２３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寸法を算出する算出部１２４を備えている。本実施の形態にかかる線幅測定装置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り、算出部１２４において、光検出部１２３により検出されたウェハ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し、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を求めることにより、レジストパターンの線幅を測定できる。

また、線幅測定装置１１０は、光照射部１２２及び光検出部１２３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、ウェハ面内の複数個所、例えば図５に示すような複数の測定点Ｑにおける線幅を測定することができる。線幅測定装置１１０の測定結果は、例えば算出部１２４から後述する制御部１３０に出力できる。

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、例えば図１に示す制御部１３０によって制御されている。制御部１３０は、ウェハＷの線幅測定も制御している。制御部１３０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Ｐを実行してウェハ処理や線幅測定を制御できる。なお、制御部１３０のプログラムＰは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体により制御部１３０にインストールされたものであってもよい。

なお、本実施の形態においては、例えば制御部１３０と線幅測定装置１１０により基板の測定システムが構成されている。

次に、以上のように構成された塗布現像処理システム１におけるウェハの処理プロセスと、ウェハ面内の線幅測定プロセスについて説明する。先ず、図１に示すウェハ搬送体７によって、カセット載置台５上のカセットＣ内から同じレシピの複数枚の製品用のウェハＷｎ（ｎは、１以上の自然数）が一枚ずつ取り出され、処理ステーション３の第３の処理装置群Ｇ３に属する温調装置６０に順次搬送される。温調装置６０に搬送されたウェハＷｎは、所定温度に温度調節され、その後第１の搬送装置１０によって順次ボトムコーティング装置２３に搬送され、反射防止膜が形成される。反射防止膜が形成されたウェハＷｎは、第１の搬送装置１０によって高温度熱処理装置６５、高精度温調装置７０に順次搬送され、各装置で所定の処理が施される。その後ウェハＷｎは、レジスト塗布装置２０に順次搬送され、ウェハＷｎ上にレジスト膜が形成された後、第１の搬送装置１０によってプリベーキング装置７１に搬送されてプリベーキングが施される。続いてウェハＷｎは、第２の搬送装置１１によって周辺露光装置９２、高精度温調装置８３に順次搬送されて、各装置において所定の処理が施される。その後ウェハＷｎは、インターフェイスステーション４のウェハ搬送体１０１によって図示しない露光装置に搬送され、露光される。

露光処理の終了したウェハＷｎは、ウェハ搬送体１０１によって例えばＰＥＢ装置８４に搬送され、ポストエクスポージャーベーキングが施された後、第２の搬送装置１１によって高精度温調装置８１に搬送されて温度調節される。その後、ウェハＷｎは、現像処理装置３０に搬送され、ウェハＷｎ上のレジスト膜が現像される。その後ウェハＷｎは、第２の搬送装置１１によってポストベーキング装置７５に搬送されポストベーキングが施される。その後ウェハＷｎは、高精度温調装置６３に搬送され温度調節される。そしてウェハＷｎは、第１の搬送装置１０によってトランジション装置６１に搬送され、ウェハ搬送体７によってカセットＣに戻されて、一連のウェハ処理が終了する。

一連のウェハ処理が終了した各ウェハＷｎは、引き続きウェハ搬送体７によって順次カセットステーション２の線幅測定装置１１０に搬送される。

例えば先ず、複数枚のウェハＷｎのうちの最初のウェハＷ_１が線幅測定装置１１０に搬送され、図４に示すように載置台１２０上に載置される。次に、ウェハＷ_１表面の所定部分に光照射部１２２から光が照射され、その反射光が光検出部１２３により検出され、算出部１２４においてウェハＷ_１上のレジストパターンの線幅が算出される。この線幅測定装置１１０では、光照射部１２２及び光検出部１２３に対しウェハＷ_１が水平移動され、図５に示すようにウェハ面内に均等に配置された例えば３６箇所の測定点Ｑのうちの一部の測定点Ｑ_１の線幅が測定される。本実施の形態では、例えばウェハ面を扇状に６等分したうちの一つのウェハ領域Ｒ_１の６箇所の測定点Ｑ_１の線幅が測定される。このウェハＷ_１に対する線幅測定結果は、制御部１３０に出力される。

ウェハＷ_１の線幅測定が終了すると、次のウェハＷ_２が線幅測定装置１１０に搬送され、ウェハＷ_１と異なる図５に示すウェハ領域Ｒ_２の６箇所の測定点Ｑ_２の線幅が測定される。このウェハＷ_２に対する線幅測定結果は、制御部１３０に出力される。ウェハＷ_２の線幅測定が終了すると、次のウェハＷ_３が線幅測定装置１１０に搬送され、ウェハＷ_１、Ｗ_２と異なる図５に示すウェハ領域Ｒ_３の６箇所の測定点Ｑ_３の線幅が測定される。このウェハＷ_３に対する線幅測定結果は、制御部１３０に出力される。このようにして次のウェハＷ_４、ウェハＷ_５、ウェハＷ_６も順次線幅測定装置１１０に搬送され、図５に示す互いに異なるウェハ領域Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６の各６箇所の測定点Ｑ_４、Ｑ_５、Ｑ_６の線幅が測定される。各ウェハＷ_４〜Ｗ_６の線幅測定結果は、制御部１３０に出力される。こうして、６枚のウェハＷ_１〜Ｗ_６の各ウェハ領域Ｒ_１〜Ｒ_６の測定点の線幅を別個に測定することにより、ウェハ面内の総ての測定点Ｑ（Ｑ＝Ｑ_１＋Ｑ_２＋Ｑ_３＋Ｑ_４＋Ｑ_５＋Ｑ_６）の線幅測定が行われる。

線幅測定の終了した各ウェハＷ_１〜Ｗ_６は、順次カセットステーション２のカセットＣに戻される。

線幅測定結果が出力された制御部１３０では、例えば図６に示すように各ウェハＷ_１〜Ｗ_６の測定点Ｑ_１〜Ｑ_６の線幅測定結果が加算され合成されて、ウェハ全面における３６箇所の測定点Ｑの線幅測定結果が求められる。

以上の例によれば、ウェハ面内の３６箇所の線幅測定が６枚のウェハＷ_１〜Ｗ_６を用いて分割して行われるので、１枚のウェハを用いて３６箇所の線幅測定を行う場合に比べて、各ウェハＷ_１〜Ｗ_６の測定時間が短くなる。このため、複数枚のウェハＷｎが連続搬送されるウェハ処理において、前のウェハＷｎの線幅測定に時間がかかり後のウェハＷｎに待ち時間が生じることを防止でき、ウェハＷｎの渋滞を防止できる。この結果、製品ウェハを用いて一連の処理と線幅測定を行っても、ウェハ処理のスループットが低下することがない。

以上の例では、ウェハＷ_１〜Ｗ_６同士で互いに異なる測定点のみで線幅を測定していたが、ウェハＷ_１〜Ｗ_６間で共通の測定点を設けてもよい。かかる場合、例えば図７に示すようにウェハＷの中心に共通の測定点Ｑ_０が設けられる。そして、上述した各ウェハＷ_１〜Ｗ_６の線幅測定の際に、各ウェハＷ_１〜Ｗ_６毎に共通の測定点Ｑ_０の線幅が測定される。各ウェハＷ_１〜Ｗ_６の測定点Ｑ_０の線幅測定結果は、制御部１３０に出力される。制御部１３０では、例えば図８に示すような各ウェハＷ_１〜Ｗ_６の測定点Ｑ_０の線幅測定値ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５、ｐ６を用いて、それらの平均値ｐａが算出される。そしてその平均値ｐａと各ウェハＷ_１〜Ｗ_６の線幅測定値ｐ１〜ｐ６との差Δｐ１、Δｐ２、Δｐ３、Δｐ４、Δｐ５、Δｐ６が算出される。その後上述の各ウェハＷ_１〜Ｗ_６の各測定点Ｑ_１〜Ｑ_６の測定値が、差Δｐ１〜Δｐ６分だけ補正されて、ウェハ面内の測定点Ｑの線幅測定結果が補正される。かかる場合、ウェハＷ_１〜Ｗ_６間で生じる測定誤差を補正できるので、より正確にウェハ面内の線幅測定を行うことができる。なお、共通の測定点Ｑ_０の位置は、中心に限られず、ウェハ面内の他の位置であってもよい。また、共通の測定点は、複数点あってもよい。

以上の実施の形態において、同じ処理工程に用いられる複数台の処理装置があり、連続搬送されるウェハＷｎがその複数台の処理装置に振り分けられて処理される場合には、同一の処理装置で処理された複数のウェハＷｎを用いて、上述の分割された各測定点Ｑ_１〜Ｑ_６の線幅測定を行い、当該ウェハＷｎの測定結果同士を合成するようにしてもよい。例えば上述したようにＰＥＢ装置８４〜８９が６台あり、図９に示すように例えば３６枚以上のウェハＷｎがＰＥＢ装置８４〜８９に順に振り分けられる場合には、同じＰＥＢ装置で処理された６枚置きの合計６枚のウェハＷｎ（例えばＰＥＢ装置８４については、ウェハＷ_１、Ｗ_７、Ｗ_１３、Ｗ_１９、Ｗ_３１）が順に各測定点Ｑ_１、Ｑ_２、Ｑ_３、Ｑ_４、Ｑ_５、Ｑ_６で線幅測定される。そして、それらの同じＰＥＢ装置で処理された合計６枚のウェハＷｎの測定点Ｑ_１〜Ｑ_６の測定結果同士が合成されて、各ＰＥＢ装置毎のウェハ面内の線幅測定結果が得られる。かかる場合、例えばＰＥＢ装置同士の線幅測定結果を比較することにより、各ＰＥＢ装置毎の処理特性を把握できる。なお、ＰＥＢ装置の台数やＰＥＢ装置へのウェハＷｎの搬送順は、この例に限られるものではない。また、この例は、ＰＥＢ装置以外の処理装置にも適用できる。

以上の実施の形態で記載したウェハ面内の線幅測定は、例えば熱処理装置の熱処理板の設定温度の調整のために行うようにしてもよい。この例を説明するために、先ず熱処理装置としての例えばＰＥＢ装置８４の構成について説明する。

ＰＥＢ装置８４は、図１０及び図１１に示すように筐体１５０内に、ウェハＷを加熱処理する加熱部１５１と、ウェハＷを冷却処理する冷却部１５２を備えている。

加熱部１５１は、図１０に示すように上側に位置して上下動自在な蓋体１６０と、下側に位置してその蓋体１６０と一体となって処理室Ｓを形成する熱板収容部１６１を備えている。

蓋体１６０の天井部の中央には、排気部１６０ａが設けられており、処理室Ｓ内の雰囲気を排気部１６０ａから均一に排気できる。

熱板収容部１６１の中央には、ウェハＷを載置して加熱する熱処理板としての熱板１７０が設けられている。熱板１７０は、厚みのある略円盤形状を有している。

熱板１７０は、図１２に示すように複数、例えば６つの熱板領域Ｊ_１、Ｊ_２、Ｊ_３、Ｊ_４、Ｊ_５、Ｊ_６に区画されている。熱板領域Ｊ_１〜Ｊ_６は、例えば平面から見て扇型状に熱板１７０を６等分するように区画されている。

熱板１７０の各熱板領域Ｊ_１〜Ｊ_６には、給電により発熱するヒータ１７１が個別に内蔵され、各熱板領域Ｊ_１〜Ｊ_６毎に加熱できる。各熱板領域Ｊ_１〜Ｊ_６のヒータ１７１の発熱量は、例えば温度制御装置１７２により調整されている。温度制御装置１７２における温度設定は、例えば制御部１３０により行われている。

図１０に示すように熱板１７０の下方には、ウェハＷを下方から支持して昇降する第１の昇降ピン１８０が設けられている。第１の昇降ピン１８０は、昇降駆動機構１８１により上下動できる。熱板１７０の中央部付近には、熱板１７０を厚み方向に貫通する貫通孔１８２が形成されている。第１の昇降ピン１８０は、熱板１７０の下方から上昇して貫通孔１８２を通過し、熱板１７０の上方に突出できる。

熱板収容部１６１は、熱板１７０を収容して熱板１７０の外周部を保持する環状の保持部材１９０と、その保持部材１９０の外周を囲む略筒状のサポートリング１９１を有している。サポートリング１９１の上面には、処理室Ｓ内に向けて例えば不活性ガスを噴出する吹き出し口１９１ａが形成されている。この吹き出し口１９１ａから不活性ガスを噴出することにより、処理室Ｓ内をパージすることができる。また、サポートリング１９１の外方には、熱板収容部１９１の外周となる円筒状のケース１９２が設けられている。

加熱部１５１に隣接する冷却部１５２には、例えばウェハＷを載置して冷却する冷却板２００が設けられている。冷却板２００は、例えば図１１に示すように略方形の平板形状を有し、熱板１７０側の端面が外側に凸の円弧状に湾曲している。図１０に示すように冷却板２００の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材２００ａが内蔵されており、冷却板２００を所定の設定温度に調整できる。

冷却板２００は、加熱部１５１側に向かって延伸するレール２０１に取付けられている。冷却板２００は、駆動部２０２によりレール２０１上を移動し、加熱部１５１側の熱板１７０の上方まで移動できる。

冷却板２００には、例えば図１１に示すようにＸ方向に沿った２本のスリット２０３が形成されている。スリット２０３は、冷却板２００の加熱部１５１側の端面から冷却板２００の中央部付近まで形成されている。このスリット２０３により、加熱部１５１側に移動した冷却板２００と熱板１７０上に突出した第１の昇降ピン１８０との干渉が防止される。図１０に示すように冷却板２００の下方には、第２の昇降ピン２０４が設けられている。第２の昇降ピン２０４は、昇降駆動部２０５によって昇降できる。第２の昇降ピン２０４は、冷却板２００の下方から上昇しスリット２０３を通過して冷却板２００の上方に突出できる。

図１１に示すように冷却板２００を挟んだ筐体１５０の両側壁には、ウェハＷを搬入出するための搬入出口２１０が形成されている。

以上のように構成されたＰＥＢ装置８４では、先ず、搬入出口２１０からウェハＷが搬入され、冷却板２００上に載置される。続いて冷却板２００が移動して、ウェハＷが熱板１７０の上方に移動される。冷却板２００上のウェハＷは、第１の昇降ピン１８０に受け渡され、その第１の昇降ピン１８０によって熱板１７０上に載置されて、ウェハＷが加熱される。そして、所定時間経過後、ウェハＷが再び熱板１７０から冷却板２００に受け渡され冷却され、当該冷却板２００から搬入出口２１０を通じてＰＥＢ装置８４の外部に搬出されて一連の熱処理が終了する。

以上のように構成されたＰＥＢ装置８４の熱板１７０の設定温度の調整は、例えば上述の制御部１３０を用いて行われる。例えば制御部１３０は、例えば図１０及び図１２に示すように熱板１７０の温度制御装置１７２に接続されている。

次に、上述の線幅測定結果を用いたＰＥＢ装置８４の温度設定プロセスについて説明する。

先ず、上述したように例えば線幅測定装置１１０における６枚のウェハＷ_１〜Ｗ_６の線幅測定結果が制御部１３０に出力され、制御部１３０においてそれらの線幅測定結果が合成されて、ウェハ面内の３６箇所の線幅が検出される。次に、制御部１３０では、例えば熱板領域Ｊ_１〜Ｊ_６の区画パターンに対応する各ウェハ領域Ｒ_１〜Ｒ_６における平均線幅測定値ＣＤ_１、ＣＤ_２、ＣＤ_３、ＣＤ_４、ＣＤ_５、ＣＤ_６が算出される。この平均線幅測定値ＣＤ_１〜ＣＤ_６は、各ウェハ領域Ｒ_１〜Ｒ_６の各測定点Ｑ_１〜Ｑ_６の線幅測定値を平均することにより求められる。その後、ウェハ領域Ｒ_１〜Ｒ_６の各平均線幅測定値ＣＤ_１〜ＣＤ_６に基づいて、次の関係式（１）
ΔＣＤ＝Ｍ・ΔＴ ・・・・・（１）
により、各熱板領域Ｊ_１〜Ｊ_６の最適温度補正値ΔＴが算出される。ΔＣＤは、平均線幅測定値ＣＤ_１〜ＣＤ_６と、予め設定されている所定の目標線幅との差である線幅変化量である。Ｍは、予め求められた線幅変化量ΔＣＤと最適温度補正値ΔＴとの相関から作成された相関モデルである。そして、制御部１３０では、関係式（１）を用いて、各平均線幅測定値ＣＤ_１〜ＣＤ_６から各熱板領域Ｊ_１〜Ｊ_６の温度補正値ΔＴ_１、ΔＴ_２、ΔＴ_３、ΔＴ_４、ΔＴ_５、ΔＴ_６が算出される。

その後、各温度補正値ΔＴ_１〜ΔＴ_６の情報が制御部１３０から温度制御装置１７２に出力され、温度制御装置１７２における熱板１７０の各熱板領域Ｒ_１〜Ｒ_６の設定温度が変更され、新たな設定温度に調整される。

この例では、製品ウェハの線幅測定結果を、線幅に影響を与えるＰＥＢ装置８４の熱板１７０の設定温度の調整に用いることができるので、例えばスループットを低下させずに製品ウェハの線幅を測定しつつ、さらにその線幅を改善することができる。

また、この例では、設定温度を調整する熱板領域Ｊ_１〜Ｊ_６の区画パターンと、複数の測定点Ｑが分割されるウェハ領域Ｒ_１〜Ｒ_６が対応しているので、各ウェハ領域Ｒ_１〜Ｒ_６で測定された線幅測定結果をそのまま各熱板領域Ｊ_１〜Ｊ_６の温度補正値の算出に用いることができ、熱板１７０の設定温度の調整を容易に行うことができる。

なお、この例は、ウェハ面内の線幅測定結果に基づいて、ＰＥＢ装置８４の熱板１７０の設定温度の調整を行う例であったが、プリベーキング装置やポストベーキング装置などにある他の熱処理を行う熱板の設定温度の調整や、ウェハＷを冷却する冷却処理装置の冷却板の設定温度の調整を行う場合にも本発明は適用できる。

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相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。

例えば上記実施の形態において、ウェハ面内の複数の測定点Ｑを６つのウェハ領域Ｒ_１〜Ｒ_６に対応するように分割していたが、その分割の数は、任意に選択できる。またウェハ領域Ｒ_１〜Ｒ_６の区画パターンも他のパターンであってもよい。また必ずしもウェハ領域に区画して測定点を分割する必要はなく、ウェハ面内の複数の測定点をランダムに抽出し分割してもよい。

また、以上の実施の形態では、ウェハ面内の線幅を測定していたが、ウェハ面内の他の処理状態、例えばレジストパターンの溝の側壁の角度（サイドウォールアングル）やレジストパターンの膜厚を測定してもよい。さらに、本発明は、ウェハ以外の例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）などの他の基板を測定する場合にも適用できる。

本発明は、製品基板の処理のスループットを低下させずに、製品基板の測定を行う際に有用である。

塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。 図１の塗布現像処理システムの正面図である。 図１の塗布現像処理システムの背面図である。 ウェハ面内の複数の測定点の分割領域を示す説明図である。 線幅測定装置の構成の概略を示す縦断面図である。 ６枚のウェハの測定結果を合成する例を示す説明図である。 ウェハ面内の中心の共通の測定点を示す説明図である。 ６枚のウェハの共通の測定点の測定値を示すグラフである。 各ＰＥＢ装置に搬入されるウェハを示す表である。 ＰＥＢ装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。 ＰＥＢ装置の構成の概略を示す横断面の説明図である。 ＰＥＢ装置の熱板の構成を示す平面図である。

符号の説明

１ 塗布現像処理システム
１１０ 線幅測定装置
１３０ 制御部
Ｒ_１〜Ｒ_６ ウェハ領域
Ｑ_１〜Ｑ_６ 測定点
Ｗｎ ウェハ

Claims (12)

1. 複数の基板が連続的に搬送され、当該各基板に対して処理が行われ、その処理の終了した基板の処理状態を測定する方法であって、
   基板面内の複数の測定点の基板の処理状態を測定する工程を有し、
   当該複数の測定点の測定にあたり、予め基板面内の前記複数の測定点を分割しておき、さらに前記各基板の測定点には、基板間で共通の測定点を設け、
   当該分割された各測定点の測定を当該各測定点毎に異なる基板を用いて行い、当該各基板の測定点の測定結果を合成することを特徴とする、基板の測定方法。
2. 前記共通の測定点の測定結果に基づいて、基板間の測定誤差を補正することを特徴とする、請求項１に記載の基板の測定方法。
3. 前記処理内の特定の工程を行う処理装置が複数台あり、前記連続的に搬送される複数の基板が前記各処理装置に振り分けられて処理される場合には、同一の処理装置で処理された複数の基板を用いて前記分割された各測定点の測定を行い、当該複数の基板の測定点の測定結果を合成することを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の基板の測定方法。
4. 前記処理内には、基板を熱処理板上に載置して熱処理する熱処理工程が含まれ、
   前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、
   前記熱処理板の区画パターンに対応するように、前記基板面内の複数の測定点が分割されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の基板の測定方法。
5. 前記処理内には、基板を熱処理板上に載置して熱処理する熱処理工程が含まれており、
   前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、
   前記基板の処理状態の測定は、前記熱処理板の各領域の設定温度を調整するために行われ、
   前記基板面内の複数の測定点の測定結果に基づいて、前記熱処理板の各領域の設定温度の補正値を算出することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板の測定方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の基板の測定方法を、コンピュータに実現させるためのプログラム。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載の基板の測定方法を、コンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
8. 複数の基板が連続的に搬送され、当該各基板に対して処理が行われ、その処理の終了した基板の処理状態を測定する基板の測定システムであって、
   基板面内の複数の測定点の基板の処理状態を測定する測定部と、
   前記測定部による複数の測定点の測定にあたり、予め基板面内の複数の測定点を分割しておき、さらに前記各基板の測定点には、基板間で共通の測定点を設け、
   当該分割された各測定点の測定を当該各測定点毎に異なる基板を用いて行わせ、当該各基板の測定点の測定結果を合成する制御部と、を有することを特徴とする、基板の測定システム。
9. 前記制御部は、前記共通の測定点の測定結果に基づいて、基板間の測定誤差を補正することを特徴とする、請求項８に記載の基板の測定システム。
10. 前記処理内の特定の工程を行う処理装置が複数台あり、前記連続的に搬送される複数の基板が前記各処理装置に振り分けられて処理される場合には、同一の処理装置で処理された複数の基板を用いて前記分割された各測定点の測定を行い、当該複数の基板の測定点の測定結果を合成することを特徴とする、請求項８または９のいずれかに記載の基板の測定システム。
11. 前記処理内には、基板を熱処理板上に載置して熱処理する熱処理工程が含まれ、
    前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、
    前記熱処理板の区画パターンに対応するように、前記基板面内の複数の測定点が分割されることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の基板の測定システム。
12. 前記処理内には、基板を熱処理板上に載置して熱処理する熱処理工程が含まれており、
    前記熱処理板は、複数の領域に区画され、当該領域毎に温度設定可能であり、
    前記基板の処理状態の測定は、前記熱処理板の各領域の設定温度を調整するために行われ、
    前記制御部は、前記基板面内の複数の測定点の測定結果に基づいて、前記熱処理板の各領域の設定温度の補正値を算出することを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の基板の測定システム。

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