JP7154416B2 - 基板処理装置及び処理条件調整方法 - Google Patents
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Description
各加熱領域の温度の設定では、従来、実際に、テストウェハに一連のレジストパターン形成処理を行い、レジストパターンの線幅を領域毎に測定し、該測定結果に基づいて、各加熱領域の温度を設定していた。しかし、この方法では、レジストパターンの線幅のウェハ面内での均一性は改善されるものの、ウェハの加熱処理の処理結果を、すなわちウェハの温度を、ウェハ面内で均一にすることができない。レジストパターンの線幅には、パターン露光の処理条件や現像の処理条件等も影響するからである。熱処理装置の各加熱領域の温度の設定に、実際に形成し測定したレジストパターンの線幅を用いるのではなく、特許文献1のように、レジストパターンの推定線幅を用いる場合も同様である。
レジストパターンの線幅の面内での均一性をさらに改善するためには、ウェハの加熱処理を含むレジストパターン形成のための処理それぞれを、その処理結果が基板面内で均一になるように行うことが肝要である。
図1は、第1実施形態にかかる基板処理装置1の内部構成の概略を示す説明図である。図2及び図3は、各々基板処理装置1の内部構成の概略を示す、正面図と背面図である。
現像処理ユニット30は、図4及び図5に示すように、内部を密閉可能な処理容器100を有している。処理容器100のウェハ搬送ユニット70側の側面には、ウェハWの搬入出口(図示せず)が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ(図示せず)が設けられている。
例えば熱処理ユニット40は、図6及び図7に示すように筐体130内に、ウェハWを加熱処理する加熱部131と、ウェハWを冷却処理する冷却部132を備えている。図7に示すように筐体130の冷却部132近傍の両側面には、ウェハWを搬入出するための搬入出口133が形成されている。
また、蓋体140には、該蓋体140の温度を測定する温度測定部である温度センサ143が設けられている。図の例では、温度センサ143は蓋体140の端部に設けられているが、蓋体140の中央部等に設けてもよい。
次にウェハWは、露光装置4に搬送され、所定のパターンで露光処理される。
PEB処理の処理条件の調整処理では、図11に示すように、まず、調整用のウェハW(以下、「調整用ウェハW」という。)が搬入される(ステップS1)。具体的には、当該調整処理に際し、作業者により、調整用ウェハWが収容されたカセットCがカセット載置台12に載置されるため、当該カセットCから調整用ウェハWが取り出され、次工程のためにレジスト塗布ユニットに搬送される。なお、調整用ウェハWは、ベアウェハである。
次いで、調整用ウェハW上にレジスト膜が形成される(ステップS2)。具体的には、レジスト塗布ユニット31において、予め定められた塗布処理条件で、調整用ウェハW上にレジスト膜が形成される。
その後、調整用ウェハWに対し、PAB処理が行われる(ステップS3)。具体的には、レジスト膜が形成された調整用ウェハWが、PAB処理用の熱処理ユニット40に搬送され、予め定められたPAB処理条件で、PAB処理が行われる。
次いで、レジスト膜が形成され、且つ、後述の均一露光処理前の、調整用ウェハWの撮像が行われる(ステップS4)。具体的には、PAB処理が行われた調整用ウェハWが、欠陥検査ユニット61に搬送され、その表面が撮像部210により撮像される。そして、図12に示すように、撮像結果F1におけるウェハWが例えば437個の領域に分割され、各領域において、R(赤)、G(緑)、B(青)それぞれの輝度値の平均値が算出される。そして、領域(ピクセル)それぞれについて、当該領域の座標と、R、G、Bそれぞれの輝度値の平均値とを対応付けたテーブルが作成される。そして、作成されたテーブルに基づいてR、G、Bそれぞれについて撮像画像(以下、「露光前撮像画像」という。)I1が取得される。
撮像画像の取得後、調整用ウェハWに対し、均一露光処理が行われる(ステップS5)。具体的には、ステップS4の露光前撮像工程で撮像された調整用ウェハWが、露光装置4に搬送され、ウェハ表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理が行われる。露光装置4では、均一露光処理の際、例えば、露光領域毎に、レチクルを用いずに、同じ露光強度且つ同じ露光時間で、露光が行われる。また、均一露光処理におけるウェハ表面の各領域の露光量は、実処理時すなわちレジストパターンの量産時の露光量未満であり、具体的には、実処理時の露光量の1/2とされる。
均一露光工程後、調整用ウェハWに対し、PEB処理が行われる(ステップS6)。具体的には、均一露光処理が行われた調整用ウェハWが、処理条件の調整対象の、PEB処理用の熱処理ユニット40に搬送され、現在設定されているPEB処理条件で、PEB処理が行われる。
次いで、調整用ウェハWの撮像が再度行われる(ステップS7)。具体的には、PEB処理が行われ未現像の調整用ウェハWが、欠陥検査ユニット61に搬送され、その表面が撮像部210により撮像される。このとき、未現像であるため、撮像部210により撮像されるのは、レジストパターンではなくウェハW上のレジスト膜に形成された潜像である。そして、撮像結果F2に基づいて、R、G、Bそれぞれについて撮像画像(以下、「PEB後撮像画像」という。)I2が取得される。
次に、制御部6は、露光前撮像工程での撮像結果と、PEB後撮像工程での撮像結果とに基づいて、PEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布を推定する(ステップS8)。具体的には、制御部6は、露光前撮像工程で取得された露光前撮像画像I1の色情報と、PEB後撮像画像I2の色情報とに基づいて、PEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布を推定する。なお、色情報とは、特定の波長(色)の輝度情報である。
より具体的には、制御部6は、まず、露光前撮像工程で取得されたR、G及びBの露光前撮像画像I1と、PEB後撮像工程で取得されたR、G及びBのPEB後撮像画像I2と、に対し、それぞれシェーディング補正Shを行う。シェーディング補正Shにより、撮像条件(撮像素子の感度、光学系、載置台200の移動速度等)に起因する輝度ムラを除去することができる。
続いて、制御部6は、R、G及びB毎、且つ、撮像画像におけるピクセル毎に、シェーディング補正された露光前撮像画像I1´とPEB後撮像画像I2´とで、輝度値の差分Δを算出する。
そして、制御部6は、Rについての上記差分Δrと温度との関係を示す検量線Lrと、ピクセル毎に算出されたRについての上記差分Δrから、PEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布Prを取得する。
また、制御部6は、Gについての上記差分Δgと温度との関係を示す検量線Lgと、ピクセル毎に算出されたGについての上記差分Δgから、PEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布Pgを取得する。
さらに制御部6は、Bについての上記差分Δbと温度との関係を示す検量線Lbと、ピクセル毎に算出されたBについての上記差分Δbから、PEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布Pbを取得する。
なお、上記検量線Lr、Lg、Lbは予め取得されている。その取得方法については後述する。
また、制御部6は、取得された3つのPEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布Pr、Pg、Pbから1つ選択する。例えば、レジスト膜の膜厚に応じた波長すなわち色についての撮像画像に基づいて取得された、PEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布が選択される。より具体的には、レジスト膜が厚いときは波長が長いRの撮像画像に基づいて取得された面内温度分布Prが選択され、レジスト膜が薄いときは波長が短いBの撮像画像に基づいて取得された面内温度分布Pbが選択される。つまり、制御部6は、レジスト膜の膜厚に応じた波長についての撮像画像に基づいて、PEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布を推定する。なお、上述のようにレジスト膜の膜厚に応じた波長についての撮像画像に基づいて取得された、上記面内温度分布を選択する場合、他の波長についての撮像画像に基づく面内温度分布の取得は省略してもよい。
温度分布推定工程後、制御部6は、PEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布の推定結果に基づいて、PEB処理の処理条件を決定する(ステップS9)。
具体的には、制御部6は、温度分布推定工程において選択された、PEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布に基づいて、PEB処理の処理条件を決定する。例えば、制御部6は、以下の式(1)に基づいて、熱板142のチャンネルR1~R5それぞれの設定温度を決定し、より具体的には、レジスト膜種毎に定められた基準温度からのずれ量(オフセット量)を熱板142のチャンネル毎に決定する。
上述の式(1)等を用いることにより、調整用ウェハWにおいて、推定されたPEB処理時の温度が基準温度より低い領域に対応するチャネルはオフセット量が増加するように、且つ、推定されたPEB処理時の温度が基準温度より高い領域に対応するオフセット量が低下するように、PEB処理の処理条件は決定される。
決定された、PEB処理の処理条件は、記憶部(図示せず)に記憶され、その後の実処理時等におけるPEB処理で用いられる。
また、調整用ウェハWに形成されたレジスト膜の除去処理が行われる(ステップS10)。具体的には、PEB後撮像工程で撮像された調整用ウェハWが、除去部としてのレジスト塗布ユニット31に搬送され、シンナー液を吐出する吐出ノズル(図示せず)からシンナー液を調整用ウェハWに供給し、当該調整用ウェハW上のレジスト膜が剥離される。なお、除去処理用のユニットをレジスト塗布ユニット31等とは別に設けてもよい。
次いで、調整用ウェハWの撮像が再度行われる(ステップS11)。具体的には、レジスト膜が除去された調整用ウェハWが、欠陥検査ユニット61に搬送され、その表面が撮像部210により撮像され、ウェハ表面の状態を示す基板画像が取得される。
次に、制御部6は、除去後撮像工程で取得された基板画像に基づいて、調整用ウェハWが再利用可能であるか否か判定する(ステップS12)。具体的には、制御部6は、除去撮像工程で取得された調整用ウェハWの基板画像と、予め取得された未処理状態のベアウェハの基板画像とを比較し、比較結果に基づいて、調整用ウェハWが再利用可能であるか否か判定する。
再利用可能でない場合(ステップS12、NOの場合)、制御部6は、再利用不可である旨の報知を行わせる(ステップS13)。具体的には、制御部6は、例えば、調整用ウェハWが再利用不可である旨の警告を表示部(図示せず)に表示させる。
再利用可能である場合(ステップS12、YESの場合)、または、ステップS11の報知工程後、制御部6は、調整用ウェハWを搬出させる(ステップS14)。具体的には、調整用ウェハWが、ウェハ搬送ユニット21によって、カセット載置台12上の元のカセットCへ戻される。なお、再利用可能でない場合は、別途カセット載置台12上に載置された廃棄用のカセットCに調整用ウェハが搬送されるようにしてもよい。
これにより、PEB処理の処理条件の調整処理は完了する。
上述のPEB処理の処理条件の調整処理が完了した後の実処理では、当該調整処理により決定された処理条件でPEB処理が行われる。
次いで、検量線取得用のウェハW(以下、「検量線取得用ウェハW」という。)が、ステップS1と同様に搬入される。なお、検量線取得用ウェハWは、ベアウェハである。
次いで、ステップS2と同様に、検量線取得用ウェハW上にレジスト膜が形成される。
その後、ステップS3と同様に、検量線取得用ウェハWに対し、PAB処理が行われる。
次いで、ステップS4と同様に、検量線取得用ウェハWの撮像が行われる。
次いで、ステップS5と同様に、検量線取得用ウェハWに対し、均一露光処理が行われる。
均一露光工程後、ステップS6と同様に、検量線取得用ウェハWに対し、PEB処理が行われる。なお、PEB処理はステップS21で決定された熱処理ユニット40で行われる。
次いで、ステップS7と同様に、検量線取得用ウェハWの撮像が行われる。
そして、ステップS14と同様に、検量線取得用ウェハWが搬出される。
そして、複数枚の検量線取得用ウェハWについての、露光前撮像工程で取得された撮像画像と、PEB後撮像工程で取得された撮像画像とに基づいて、検量線Lr、Lg、Lbが算出される。具体的には、検量線Lrの場合、まず、露光前撮像工程での撮像画像におけるウェハ面内での平均のR輝度をグレー値Ir1と、PEB後撮像工程の撮像画像におけるウェハ面内での平均のR輝度をグレー値Ir2とし、PEB処理工程での熱板142の温度毎に、グレー値変化量ΔIr(=Ir2-Ir1)が算出される。そして、説明変数をグレー値変化量、目的変数をPEB処理工程での熱板142の温度として、グレー値変化量に対する上記熱板142の温度の近似曲線が取得され、これが検量線Lrとされる。
検量線Lg、Lbの場合も検量線Lrと同様に取得される。
図14は、第2実施形態にかかる処理条件の調整処理を説明するためのフローチャートである。
第1実施形態では、PEB処理の処理条件を調整したのに対し、本実施形態では、現像処理の処理条件を調整する。現像処理の処理条件の調整処理は、例えば、PEB処理の処理条件の調整後に続いて行われる。なお、PEB処理の処理条件の調整が前述のように基板処理装置1を導入する際等に行われるため、現像処理の処理条件の調整処理も、同タイミングで行われることとなる。ただし、PEB処理の処理条件の調整を行わずに、現像処理の処理条件の調整処理を行うことは可能ではある。
現像処理の処理条件の調整処理では、まず、前述のステップS1と同様に、調整用ウェハWが搬入される。
次いで、前述のステップS2と同様に、調整用ウェハW上にレジスト膜が形成される。
その後、前述のステップS3と同様に、調整用ウェハWに対し、PAB処理が行われる(ステップS3)。
次いで、前述のステップS5と同様に、調整用ウェハWに対し、均一露光処理が行われる。現像処理の処理条件の調整処理でも、均一露光処理における、ウェハ表面の各領域の露光量は、実処理時の露光量未満で、例えば1/2とされる。
均一露光工程後、前述のステップS6と同様に、調整用ウェハWに対し、PEB処理が行われる。ただし、PEB処理の処理条件の調整後であれば、調整後のPEB処理条件でPEB処理が行われる。
その後、調整用ウェハWに対し、現像処理が行われる(ステップS31)。具体的には、PEB処理が行われた調整用ウェハWが、処理条件の調整対象の、現像処理ユニット30に搬送され、現在設定されている現像処理条件で、現像処理が行われる。
次いで、調整用ウェハWの撮像が再度行われる(ステップS32)。具体的には、現像処理が行われた調整用ウェハWが、欠陥検査ユニット61に搬送され、その表面が撮像部210により撮像され、撮像画像(以下、「現像後撮像画像」という。)I3が取得される。
次に、制御部6は、現像後撮像工程での撮像結果に基づいて、調整用ウェハWにおける、現像処理後のレジスト膜の膜厚(以下、「レジスト膜の残膜厚量」という。)の面内分布を推定する(ステップS33)。
具体的には、制御部6は、B(青)についての現像後撮像画像I3の色情報に基づいて、調整用ウェハWのレジスト膜の残膜厚量の面内分布を算出すなわち推定する。
より具体的には、制御部6は、Bについての現像後撮像画像I3におけるピクセル毎に、輝度と、予め取得された検量線Ldevとに基づいて、レジスト膜の残膜厚量を算出し、上記残膜厚量の面内分布を取得する。
なお、検量線Ldevは、Bについての現像後撮像画像I3における輝度とレジスト膜の残膜厚量との関係を示すものである。検量線Ldevの取得方法については後述する。
ここでは、Bについての撮像画像に基づいて上記残膜厚量の面内分布を算出していたが、Gについての撮像画像や、Rについての撮像画像に基づいて上記残膜厚量の面内分布を算出してもよい。また、PEB処理時の調整用ウェハWの面内温度分布の推定と同様、レジスト膜の膜厚に応じた波長についての撮像画像に基づいて推定するようにしてもよい。
残膜厚量分布推定工程後、制御部6は、レジスト膜の残膜厚量の面内分布の推定結果に基づいて、現像処理の処理条件を決定する(ステップS34)。
具体的には、制御部6は、例えば、調整用ウェハW上のレジスト膜の残膜厚量の面内分布に基づいて、現像処理の処理条件としての現像液の供給時間を決定し補正する。
より具体的には、制御部6は、調整用ウェハWにおいて、レジスト膜の残膜厚量がウェハ中央部では目標量に近く適正でありウェハ外周部では目標量より大きい場合、ウェハ外周部への現像液の供給が追加されるよう、現像処理の処理条件を決定する。ウェハ外周部への現像液の追加供給時間の長さΔtは、例えば、現像液の供給時間と残膜厚量との関係を示す補正曲線Lamdから、算出される。
なお、上記補正曲線Lamdは予め取得されている。その取得方法については後述する。
このように、ウェハ外周部への現像液の追加供給時間の長さΔtを設定することにより、ウェハ外周部におけるレジスト膜の残膜厚量も目標量に近い適正な値にすることができる。
なお、算出されたウェハ外周部への現像液の追加供給時間の長さΔt、すなわち、決定された現像処理の処理条件は、記憶部(図示せず)に記憶され、その後の実処理時等における現像処理で用いられる。
次いで、検量線及び補正曲線取得用のウェハW(以下、「検量線取得用ウェハW」という。)が、ステップS1と同様に搬入される。なお、この検量線取得用ウェハWも、ベアウェハである。
次いで、ステップS2と同様に、検量線取得用ウェハW上にレジスト膜が形成される。
その後、ステップS3と同様に、検量線取得用ウェハWに対し、PAB処理が行われる。
次いで、ステップS5と同様に、検量線取得用ウェハWに対し、均一露光処理が行われる。
均一露光工程後、ステップS6と同様に、検量線取得用ウェハWに対し、PEB処理が行われる。
その後、ステップS31と同様に、検量線取得用ウェハWに対し、現像処理が行われる。なお、現像処理はステップS41で決定された現像処理ユニット30で行われ、現像液のスピンコーティング中、現像液は塗布ノズル122からウェハ中央部へのみ供給される。
次いで、ステップS32と同様に、検量線取得用ウェハWの撮像が行われる。これにより少なくともBについての撮像画像が取得される。
そして、ステップS14と同様に、検量線取得用ウェハWが搬出される。
その後、検量線取得用ウェハWのレジスト膜の残膜厚量が取得される(ステップS42)。具体的には、例えば、PEB処理が行われた検量線取得用ウェハWは、外部の膜厚測定装置(図示せず)に搬送され、ウェハ中央部のレジスト膜の残膜厚量が測定される。なお、残膜厚量の測定は、膜厚測定装置を基板処理装置1に設けておき、当該膜厚測定装置で行うようにしてもよい。
そして、複数枚の検量線取得用ウェハWについての、現像後撮像工程で取得された検量線取得用ウェハWの撮像画像に基づいて、検量線Lpeb及び補正曲線Lamdが算出される(ステップS43)。具体的には、検量線Lpebの場合、説明変数を現像後撮像工程での札号座図におけるB輝度、目的変数を残膜厚量測定工程で取得されたレジスト膜の残膜厚量として、B輝度値変化量に対する上記残膜厚量の近似曲線が取得され、これが検量線Lpebとされる。また、補正曲線Lamdの場合、説明変数を現像工程での現像液の供給時間、目的変数を残膜厚量測定工程で取得されたレジスト膜の残膜厚量として、現像液の供給時間に対するレジスト膜の残膜厚量の近似曲線が取得され、これが補正曲線Lamdとされる。
図16は、第3実施形態にかかる基板処理装置1aの内部構成の概略を示す、正面図である。
第1実施形態では、均一露光処理は、基板処理装置1に隣接し、実処理時に露光を行う外部の露光装置4で行っていた。それに対し、本実施形態では、図16に示すように、基板処理装置1aが、露光装置4とは独立した露光ユニット62を有している。そして、露光ユニット62が、調整用ウェハWに対し均一露光処理を行う。
この構成により、処理条件の調整処理を、外部の露光装置を用いずに、基板処理装置1内で完結させることができる。
なお、露光ユニット62は、例えば、第4のブロックG4における欠陥検査ユニット61の上に設けられる。
図17は、第4実施形態にかかる基板処理装置が有する熱処理ユニット40aの構成の概略を示す縦断面図である。
本実施形態にかかる熱処理ユニット40aは、蓋体140の温度を調節する温度調節機構としてのヒータ140bが当該蓋体140に設けられている。
第1実施形態では、PEB処理の処理条件の調整処理が完了した後の実処理では、当該調整処理により決定された処理条件に基づいて、すなわち、上記調整処理により決定された熱板142の各チャンネルのオフセット量に基づいて、PEB処理が行われる。
一方、本変形例では、PEB処理の際、上記調整処理により決定された上記オフセット量は、温度センサ143による熱処理ユニット40の蓋体140の測温結果に基づいて補正されて用いられる。ウェハWは前述のように蓋体140の輻射熱の影響を受けるからである。
第1実施形態では、PEB処理の処理条件の調整処理は、基板処理装置1を導入する際や基板処理装置1のメンテナンスの際に行われていた。PEB処理の処理条件の調整処理の実行タイミングは、上記に限られない。例えば、制御部6が、実処理時に形成されたレジスト膜の膜厚を測定し、その測定結果に基づいて、PEB処理の処理条件の調整処理を開始するようにしてもよい。具体的には、測定された、レジスト膜の膜厚のウェハ面内におけるばらつきや、当該膜厚のウェハ面内での平均値が閾値を超えた場合に、PEB処理の処理条件の調整処理を開始するようにしてもよい。
なお、レジスト膜の膜厚の測定は、以下のようにして行うことができる。すなわち、実処理時におけるPEB処理後の、レジスト膜が形成されたウェハWを、欠陥検査ユニット61の撮像部210で撮像し、その撮像結果から取得される撮像画像に基づいて、レジスト膜の膜厚の測定/推定を行うことができる。
PEB処理や現像処理の処理条件の調整処理の実行タイミングは以下のようにしてもよい。すなわち、例えば、制御部6が、実処理時に形成されたレジストパターンの線幅を推定し、その推定結果に基づいて、PEB処理や現像処理の処理条件の調整処理を開始するようにしてもよい。具体的には、推定された、線幅のウェハ面内におけるばらつきや、線幅のウェハ面内での平均値が閾値を超えた場合に、処理条件の調整処理を開始するようにしてもよい。
なお、レジストパターンの線幅の推定は、以下のようにして行うことができる。すなわち、実処理時における現像処理後の、レジストパターンが形成されたウェハWを、欠陥検査ユニット61の撮像部210で撮像し、その撮像結果から取得される撮像画像に基づいて、レジストパターンの線幅の推定行うことができる。
また、調整用ウェハWは、処理条件の調整時に、作業者がカセットC内に収納した状態でカセット載置台12に置くようにしていたが、基板処理装置1内の容器に格納するようにしてもよい。
図18は、第5実施形態にかかる基板処理装置1bの内部構成の概略を示す、正面図である。
図示するように、基板処理装置1bは、検査ユニット63を有する。欠陥検査ユニット61は、検査のためにウェハWの表面全面を撮像するものであるのに対し、検査ユニット63は、検査のためにウェハWの周縁部のみを撮像する。
本実施形態では、制御部6が、周辺露光ユニット41による周辺露光処理の処理条件の調整処理を実行する。また、周辺露光処理の処理条件の調整処理の実行タイミングは以下のように決定される。すなわち、実処理時の周辺露光処理後に、ウェハWの周縁部を検査ユニット63の撮像部(図示せず)で撮像し、その撮像結果に基づいて、周辺露光処理の処理条件の調整処理を開始する。例えば、撮像結果に基づき、周辺露光処理による周辺露光幅を推定し、推定された周辺露光幅に異常があるときに、周辺露光処理の処理条件の調整処理を開始する。
ウェハWの周縁部の撮像結果に基づいて開始する、処理条件の調整処理は、周辺露光処理の処理条件の調整処理に限られず、ウェハの周縁部に対する他の処理の処理条件の調整処理であってもよい。ウェハの周縁部に対する他の処理とは、例えば、EBR処理(ウェハWの外周縁部の膜を除去する処理)やエッジコート処理(ウェハWの周縁部のみを被覆する処理)である。周辺露光処理、EBR処理及びエッジコート処理の処理条件の調整処理では、例えば、各処理の原点位置が調整される。
(1)基板を処理する基板処理装置であって、
基板に対し熱処理を行う熱処理部と、
基板を撮像する撮像部と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、基板に対する処理の条件を調整する調整処理を実行するように構成され、
前記調整処理は、
レジスト膜が形成された未露光の調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する露光前撮像工程と、
前記露光前撮像工程の後、基板表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理が行われた前記調整用基板に対し、前記熱処理が行われるよう、前記熱処理部を制御する熱処理工程と、
前記熱処理工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する加熱後撮像工程と、
前記露光前撮像工程での撮像結果と、前記加熱後撮像工程での撮像結果とに基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、
前記調整用基板の面内温度分布の推定結果に基づいて、前記熱処理の処理条件を決定する熱処理条件決定工程と、を含む、基板処理装置。
前記(1)によれば、熱処理を実際に行い、その処理後の撮像結果から推定される調整用基板の面内温度分布に基づいて、熱処理の処理条件を決定している。そのため、本実施形態によれば、熱処理を、その処理結果(すなわち基板の温度)が基板面内で均一になるように行うことができる。したがって、線幅の面内均一性がより高いレジストパターンを形成することができる。
前記(2)によれば、処理条件の調整処理を、外部の露光装置を用いずに、基板処理装置内で完結させることができる。
前記温度分布推定工程は、前記レジスト膜の膜厚に応じた前記波長についての前記撮像画像に基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する、前記(1)~(4)のいずれか1に記載の基板処理装置。
前記(5)によれば、熱処理時の面内温度分布をより正確に推定することができ、熱処理結果を基板面内でより均一にすることができる。
前記調整処理は、
前記加熱後撮像工程の後、前記調整用基板に対し前記現像処理が行われるよう、前記現像処理部を制御する現像処理工程と、
前記現像処理工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する現像後撮像工程と、
前記熱処理工程での撮像結果に基づいて、前記調整用基板における、前記現像処理後の前記レジスト膜の膜厚の面内分布を推定する膜厚分布推定工程と
前記膜厚の面内分布の推定結果に基づいて、前記現像処理の処理条件を決定する現像処理条件決定工程と、を含む、前記(1)~(5)のいずれか1に記載の基板処理装置。
前記(6)によれば、現像処理を、その処理結果が基板面内で均一になるように行うことができる。したがって、線幅の面内均一性がより高いレジストパターンを形成することができる。
前記調整処理は、
前記調整用基板に形成された前記レジスト膜が除去されるよう、前記除去部を制御する除去工程と、
前記除去工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する除去後撮像工程と、
前記除去後撮像工程での撮像結果に基づいて、前記調整用基板を再利用するか否か判定する判定工程と、を含む、前記(1)~(6)のいずれか1に記載の基板処理装置。
前記(7)によれば、処理条件の調整精度を損なわずに、調整用基板の消費量を抑えることができる。
実処理時に基板に形成されたレジストパターンの線幅の推定結果に基づいて、前記調整処理を開始するように構成されている、前記(1)~(7)のいずれか1に記載の基板処理装置。
実処理時の基板の周縁部の撮像結果に基づいて、前記基板の周縁部に対する処理の処理条件の調整処理を開始するように構成されている、前記(1)~(8)のいずれか1に記載の基板処理装置。
基板が載置される熱板と、
前記熱板上の基板を覆う蓋体と、
前記蓋体の温度を調整する温度調整機構と、を有する、前記(1)~(9)のいずれか1に記載の基板処理装置。
レジスト膜が形成された未露光の調整用基板を撮像する露光前撮像工程と、
前記露光前撮像工程の後、前記調整用基板に対し、基板表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理を行う均一露光工程と、
前記均一露光工程の後、前記調整用基板に対し、熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理工程の後、前記調整用基板を撮像する加熱後撮像工程と、
前記露光前撮像工程での撮像結果と、前記加熱後撮像工程での撮像結果とに基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、
前記調整用基板の面内温度分布の推定結果に基づいて、前記熱処理時の処理条件を決定する熱処理条件決定工程と、を含む、処理条件調整方法。
6 制御部
40、40a 熱処理ユニット
210 撮像部
F1 撮像結果
F2 撮像結果
W ウェハ
Claims (15)
- 基板を処理する基板処理装置であって、
基板に対し熱処理を行う熱処理部と、
基板を撮像する撮像部と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、基板に対する処理の条件を調整する調整処理を実行するように構成され、
前記調整処理は、
レジスト膜が形成された未露光の調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する露光前撮像工程と、
前記露光前撮像工程の後、基板表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理が行われた前記調整用基板に対し、前記熱処理が行われるよう、前記熱処理部を制御する熱処理工程と、
前記熱処理工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する加熱後撮像工程と、
前記露光前撮像工程での撮像結果と、前記加熱後撮像工程での撮像結果とに基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、
前記調整用基板の面内温度分布の推定結果に基づいて、前記熱処理の処理条件を決定する熱処理条件決定工程と、を含む、基板処理装置。 - 実処理時に露光処理を行う外部の露光装置とは異なる、前記均一露光処理を行う露光部を有する、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記均一露光処理は、実処理時に露光処理を行う外部の露光装置により行われる、請求項1に記載の基板処理装置。
- 前記一定の露光量は、実処理時の露光量未満である、請求項1~3のいずれか1項に記載の基板処理装置。
- 前記露光前撮像工程及び前記加熱後撮像工程はそれぞれ、複数の波長それぞれについて、撮像画像を取得し、
前記温度分布推定工程は、前記レジスト膜の膜厚に応じた前記波長についての前記撮像画像に基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する、請求項1~4のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 基板に対し現像処理を行う現像処理部を有し、
前記調整処理は、
前記熱処理工程の後、前記調整用基板に対し前記現像処理が行われるよう、前記現像処理部を制御する現像処理工程と、
前記現像処理工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する現像後撮像工程と、
前記現像後撮像工程での撮像結果に基づいて、前記調整用基板における、前記現像処理後の前記レジスト膜の膜厚の面内分布を推定する膜厚分布推定工程と
前記膜厚の面内分布の推定結果に基づいて、前記現像処理の処理条件を決定する現像処理条件決定工程と、を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 基板に対し前記レジスト膜の除去処理を行う除去部を有し、
前記調整処理は、
前記調整用基板に形成された前記レジスト膜が除去されるよう、前記除去部を制御する除去工程と、
前記除去工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する除去後撮像工程と、
前記除去後撮像工程での撮像結果に基づいて、前記調整用基板を再利用するか否か判定する判定工程と、を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、
実処理時に基板に形成されたレジストパターンの線幅の推定結果に基づいて、前記調整処理を開始するように構成されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、
実処理時の基板の周縁部の撮像結果に基づいて、前記基板の周縁部に対する処理の処理条件の調整処理を開始するように構成されている、請求項1~8のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 前記熱処理部は、
基板が載置される熱板と、
前記熱板上の基板を覆う蓋体と、
前記蓋体の温度を調整する温度調整機構と、を有する、請求項1~9のいずれか1項に記載の基板処理装置。 - 基板に対する処理の条件を調整する処理条件調整方法であって、
レジスト膜が形成された未露光の調整用基板を撮像する露光前撮像工程と、
前記露光前撮像工程の後、前記調整用基板に対し、基板表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理を行う均一露光工程と、
前記均一露光工程の後、前記調整用基板に対し、熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理工程の後、前記調整用基板を撮像する加熱後撮像工程と、
前記露光前撮像工程での撮像結果と、前記加熱後撮像工程での撮像結果とに基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、
前記調整用基板の面内温度分布の推定結果に基づいて、前記熱処理時の処理条件を決定する熱処理条件決定工程と、を含む、処理条件調整方法。 - 前記一定の露光量は、実処理時の露光量未満である、請求項11に記載の処理条件調整方法。
- 前記露光前撮像工程及び前記加熱後撮像工程はそれぞれ、複数の波長それぞれについて、撮像画像を取得し、
前記温度分布推定工程は、前記レジスト膜の膜厚に応じた前記波長についての前記撮像画像に基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する、請求項11または12に記載の処理条件調整方法。 - 前記熱処理工程の後、前記調整用基板に対し現像処理を行う現像処理工程と、
前記現像処理工程の後、前記調整用基板を撮像する現像後撮像工程と、
前記現像後撮像工程での撮像結果に基づいて、前記調整用基板における、前記現像処理後の前記レジスト膜の膜厚の面内分布を推定する膜厚分布推定工程と、
前記膜厚の面内分布の推定結果に基づいて、前記現像処理の処理条件を決定する現像処理条件決定工程と、
を含む、請求項11~13のいずれか1項に記載の処理条件調整方法。 - 前記調整用基板に形成された前記レジスト膜を除去する除去工程と、
前記除去工程の後、前記調整用基板を撮像する除去後撮像工程と、
前記除去後撮像工程での撮像結果に基づいて、前記調整用基板を再利用するか否か判定する判定工程と、
を含む、請求項11~14のいずれか1項に記載の処理条件調整方法。
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