JPWO2018225615A1 - 処理条件設定方法、記憶媒体及び基板処理システム - Google Patents

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Abstract

本方法は、条件設定の基準となる基準基板を基板処理システム内の撮像装置で撮像し、基準基板の撮像画像を取得する工程と、現在の処理条件で所定の処理が行われた処理済み基板を上記撮像装置で撮像し、処理済み基板の撮像画像を取得する工程と、処理済み基板の撮像画像と基準基板の撮像画像との色情報のズレ量を算出する工程と、予め取得した相関モデルと上記色情報のズレ量とに基づいて、処理条件の補正量を算出する工程と、補正量に基づいて処理条件を設定する工程と、を含み、基準基板の撮像画像を取得する工程以外の工程を処理装置毎に行う。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１７年６月５日に日本国に出願された特願２０１７−１１０８１７号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明は、基板に行う所定の処理を行う処理装置を備えた基板処理システムにおける所定の処理の処理条件を設定する処理条件設定方法、記憶媒体及び基板処理システムに関する。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）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処理、レジスト膜を所定のパターンに露光する露光処理、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる加熱処理（ＰＥＢ（Post Exposure Bake）処理）、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、この一連のウェハ処理によりウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。
上述のＰＥＢ処理などの加熱処理は、通常、ウェハを載置して加熱する熱板を有する熱処理装置で行われている。熱処理装置の熱板には、例えば給電により発熱するヒータが内蔵されており、このヒータによる発熱により熱板は所定温度に調整されている。
加熱処理における熱処理温度は、最終的にウェハ上に形成されるレジストパターンの線幅に大きな影響を与える。そこで、加熱時のウェハ面内の温度を厳密に調整するために、上述の加熱処理装置の熱板は、複数の領域に分割され、領域毎に独立したヒータが内蔵され、領域毎に温度調整されている。
また、上記熱板の各領域の処理温度を全て同じとすると、例えば各領域の熱抵抗の相違等により、熱板上のウェハ面内の温度がばらつき、この結果、最終的にレジストパターンの線幅がばらつくことが知られている。このため、熱板の各領域で個別に処理温度が設定されている（特許文献１参照）。
日本国２００７−１７７０２４号公報
ところで、熱板の各領域の処理温度の設定を行うために、従来は、ウェハに形成されている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上記処理温度の調整を行っていた。また、該測定には走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いていた。
しかし、レジストパターンの線幅を測定可能なＳＥＭは高価であり、また、かかるＳＥＭによる線幅測定には時間を要する。特に、上記処理温度の設定を厳密に行うためには、レジストパターンの線幅の測定を熱板の領域毎に複数個所行わなければならない。この場合、線幅測定に要する時間はさらに大きくなる。また、一連のフォトリソグラフィー工程を行う基板処理システムには、生産性を高めるため熱処理装置が複数搭載されている。この場合、熱処理装置毎に熱板の各領域の処理温度の設定を行わなければならないので、該調整に必要な線幅測定にはさらに時間を要する。
特許文献１はこの点に関し開示や示唆をするものではない。
また、前述のレジスト塗布処理は、レジスト塗布装置においてウェハを回転させながら該ウェハにレジスト液を供給しレジスト膜を形成する処理であるが、所定の膜厚のレジスト膜を得るために、ウェハの処理回転速度等の処理条件の調整が行われている。この調整のために、レジスト膜の膜厚の測定が行われており、該測定には断面ＳＥＭという手法が用いられる。この手法では、ウェハを破壊し断面試料を作製する必要がある。したがって、膜厚の測定には、手間がかかり、時間を要する。また、レジスト塗布装置も基板処理システムに複数設けられており、レジスト塗布装置毎にウェハの処理回転速度を設定しなければならず、該設定に必要な膜厚の測定にはさらに時間を要する。
上述した熱板の各領域の処理温度やウェハの処理回転速度だけでなく、成膜処理の処理条件やエッチング処理の処理条件の設定の際にも同様な問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板に所定の処理を行う複数の同種の処理装置を備えた基板処理システムにおける所定の処理の処理条件を、処理装置毎に低コスト且つ短時間で設定可能とする。
上記課題を解決する本発明の一態様は、基板に所定の処理を行う複数の処理装置を備えた基板処理システムにおける前記所定の処理の処理条件を設定する処理条件設定方法であって、前記基板処理システムは基板の表面側を撮像する撮像装置を備え、前記処理条件の設定の基準となる基板である基準基板を前記撮像装置で撮像し、撮像結果に基づいて、前記基準基板の撮像画像を取得する基準画像取得工程と、現在の前記処理条件で前記所定の処理が行われた基板である処理済み基板を前記撮像装置で撮像し、撮像結果に基づいて、前記処理済み基板の撮像画像を取得する処理済み画像取得工程と、前記処理済み基板の撮像画像と前記基準基板の撮像画像との色情報のズレ量を算出するズレ量算出工程と、前記撮像装置での撮像結果に基づく基板の撮像画像における色情報の変化量と前記処理条件の変化量との相関を示す相関モデルと、前記色情報のズレ量とに基づいて、当該所定の処理の処理条件の補正量を算出する補正量算出工程と、算出された前記補正量と現在の前記処理条件とに基づいて、当該所定の処理の前記処理条件を設定する設定工程と、を含み、前記処理装置毎に、前記処理済み画像取得工程、前記ズレ量算出工程、前記補正量算出工程及び前記設定工程を行う。
別な観点による本発明の一態様によれば、前記処理条件設定方法を基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システムを制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
また別な観点による本発明の一態様は、基板に所定の処理を行う複数の処理装置を備えた基板処理システムであって、基板の表面側を撮像する撮像装置と、前記所定の処理の処理条件を設定する制御部と、を備え、前記制御部は、前記処理条件の設定の基準となる基板である基準基板を前記撮像装置で撮像し、撮像結果に基づいて、前記基準基板の撮像画像を取得する基準画像取得工程と、現在の前記処理条件で前記所定の処理が行われた基板である処理済み基板を前記撮像装置で撮像し、撮像結果に基づいて、前記処理済み基板の撮像画像を取得する処理済み画像取得工程と、前記処理済み基板の撮像画像と前記基準基板の撮像画像との色情報のズレ量を算出するズレ量算出工程と、前記撮像装置での撮像結果に基づく基板の撮像画像における色情報の変化量と前記処理条件の変化量との相関を示す相関モデルと、前記色情報のズレ量とに基づいて、当該所定の処理の処理条件の補正量を算出する補正量算出工程と、算出された前記補正量と現在の前記処理条件とに基づいて、当該所定の処理の前記処理条件を設定する設定工程と、を実行するものであり、前記処理装置毎に、前記処理済み画像取得工程、前記ズレ量算出工程、前記補正量算出工程及び前記設定工程を実行する。
本発明によれば基板に所定の処理を行う複数の同種の処理装置を備えた基板処理システムにおける所定の処理の処理条件を、処理装置毎に低コスト且つ短時間で設定することができる。
本発明の第１の実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す背面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面図である。 熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 熱処理装置の構成の概略を示す横断面図である。 熱処理装置の熱板の構成の概略を示す平面図である。 欠陥検査装置の構成の概略を示す縦断面図である。 欠陥検査装置の構成の概略を示す横断面図である。 ウェハ上のレジストパターンの線幅と、撮像装置を用いた撮像結果との間に相関があることを示す図である。 ＰＥＢ処理時における熱板の処理温度の設定処理の一例を説明するためのフローチャートである。 基板処理システムに設けられる撮像装置の他の例を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる基板処理システム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、各々基板処理システム１の内部構成の概略を示す、正面図と背面図である。
基板処理システム１は、図１に示すように例えば外部との間でカセットＣが搬入出されるカセットステーション２と、レジスト塗布処理やＰＥＢ等の所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。また、基板処理システム１は、当該基板処理システム１の制御を行う制御部６を有している。
カセットステーション２は、例えばカセット搬入出部１０とウェハ搬送部１１に分かれている。例えばカセット搬入出部１０は、基板処理システム１のＹ方向負方向（図１の左方向）側の端部に設けられている。カセット搬入出部１０には、カセット載置台１２が設けられている。カセット載置台１２上には、複数、例えば４つの載置板１３が設けられている。載置板１３は、水平方向のＸ方向（図１の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらの載置板１３には、基板処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。
ウェハ搬送部１１には、図１に示すようにＸ方向に延びる搬送路２０上を移動自在なウェハ搬送装置２１が設けられている。ウェハ搬送装置２１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各載置板１３上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。
処理ステーション３には、各種装置を備えた複数、例えば第１〜第４の４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション３のインターフェイスステーション５側（図１のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。
第１のブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３１が下からこの順に配置されている。
例えば現像処理装置３０、レジスト塗布装置３１は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、レジスト塗布装置３１の数や配置は、任意に選択できる。
これら現像処理装置３０、レジスト塗布装置３１では、例えばウェハＷ上に所定の処理液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に処理液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、処理液をウェハＷの表面に拡散させる。なお、レジスト塗布装置３１の構成については後述する。
例えば第２のブロックＧ２には、図３に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４１が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理装置４０、周辺露光装置４１の数や配置についても、任意に選択できる。なお、熱処理装置４０の構成については後述する。
第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０が設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０が設けられ、その上に欠陥検査装置６１が設けられている。なお、欠陥検査装置６１の構成については後述する。
図１に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばウェハ搬送装置７０が配置されている。
ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。ウェハ搬送装置７０は、例えば図３に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウェハＷを搬送できる。
また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置７１が設けられている。
シャトル搬送装置７１は、例えば図３のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置７１は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、同程度の高さの第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０との間でウェハＷを搬送できる。
図１に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側には、ウェハ搬送装置７２が設けられている。ウェハ搬送装置７２は、例えば前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７２ａを有している。ウェハ搬送装置７２は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置５０にウェハＷを搬送できる。
インターフェイスステーション５には、ウェハ搬送装置７３と受け渡し装置７４が設けられている。ウェハ搬送装置７３は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７３ａを有している。ウェハ搬送装置７３は、例えば搬送アーム７３ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置６０、受け渡し装置７４及び露光装置４との間でウェハＷを搬送できる。
上述の制御部６は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における処理条件設定処理を含むウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部６にインストールされたものであってもよい。
次に、上述したレジスト塗布装置３１の構成について説明する。図４及び図５はそれぞれ、レジスト塗布装置３１の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。
レジスト塗布装置３１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のウェハ搬送装置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。
処理容器１００内の中央部には、ウェハＷを保持して回転させるスピンチャック１１０が設けられている。スピンチャック１１０は、水平な上面を有し、当該上面には、例えばウェハＷを吸引する吸引口（図示せず）が設けられている。この吸引口からの吸引により、ウェハＷをスピンチャック１１０上に吸着保持できる。
スピンチャック１１０の下方には、例えばモータなどを備えたチャック駆動部１１１が設けられている。スピンチャック１１０は、チャック駆動部１１１により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部１１１には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、スピンチャック１１０は昇降自在になっている。
スピンチャック１１０の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ１１２が設けられている。カップ１１２の下面には、回収した液体を排出する排出管１１３と、カップ１１２内の雰囲気を真空引きして排気する排気管１１４が接続されている。
図５に示すようにカップ１１２のＸ方向負方向（図５中の下方向）側には、Ｙ方向（図５中の左右方向）に沿って延伸するレール１２０が形成されている。レール１２０は、例えばカップ１１２のＹ方向負方向（図５中の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図５中の右方向）側の外方まで形成されている。レール１２０には、アーム１２１が取り付けられている。
アーム１２１には、図４及び図５に示すように、レジスト液をウェハＷ上に供給する塗布ノズル１２２が支持されている。アーム１２１は、図５に示すノズル駆動部１２３により、レール１２０上を移動自在である。これにより、塗布ノズル１２２は、カップ１１２のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１２４からカップ１１２内のウェハＷの中心部上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷ上をウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム１２１は、ノズル駆動部１２３によって昇降自在であり、塗布ノズル１２２の高さを調節できる。
塗布ノズル１２２には、図４に示すように当該塗布ノズル１２２にレジスト液を供給する供給管１２５が接続されている。供給管１２５は、内部にレジスト液を貯留するレジスト液供給源１２６に連通している。また、供給管１２５には、レジスト液の流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群１２７が設けられている。
なお、現像処理装置３０の構成は、上述のレジスト塗布装置３１の構成と同様である。ただし、現像処理装置３０とレジスト塗布装置３１とでは塗布ノズルから供給される処理液は異なる。
続いて、熱処理装置４０の構成について説明する。図６及び図７はそれぞれ、熱処理装置４０の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。
例えば熱処理装置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。
加熱部１３１は、図６に示すように上側に位置して上下動自在な蓋体１４０と、下側に位置してその蓋体１４０と一体となって処理室Ｓを形成する熱板収容部１４１を備えている。
蓋体１４０は、下面が開口した略筒形状を有し、後述の熱板１４２上に載置されたウェハＷの被処理面である上面を覆う。蓋体１４０の上面中央部には、排気部１４０ａが設けられている。処理室Ｓ内の雰囲気は、排気部１４０ａから排気される。
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。
熱板収容部１４１の中央には、ウェハＷが載置され、該載置されたウェハＷを加熱する熱板１４２が設けられている。熱板１４２は、厚みのある略円盤形状を有しており、熱板１４２の上面すなわちウェハＷの搭載面を加熱するヒータ１５０がその内部に設けられている。ヒータ１５０としては、例えば電気ヒータが用いられる。この熱板１４２の構成については後述する。
熱板収容部１４１には、熱板１４２を厚み方向に貫通する昇降ピン１５１が設けられている。昇降ピン１５１は、シリンダなどの昇降駆動部１５２により昇降自在であり、熱板１４２の上面に突出して後述する冷却板１７０との間でウェハＷの受け渡しを行うことができる。
熱板収容部１４１は、例えば図６に示すように熱板１４２を収容して熱板１４２の外周部を保持する環状の保持部材１６０と、その保持部材１６０の外周を囲む略筒状のサポートリング１６１を有している。
加熱部１３１に隣接する冷却部１３２には、例えばウェハＷを載置して冷却する冷却板１７０が設けられている。冷却板１７０は、例えば図７に示すように略方形の平板形状を有し、加熱部１３１側の端面が円弧状に湾曲している。冷却板１７０の内部には、例えばペルチェ素子などの図示しない冷却部材が内蔵されており、冷却板１７０を所定の設定温度に調整できる。
冷却板１７０は、例えば図６に示すように支持アーム１７１に支持され、その支持アーム１７１は、加熱部１３１側のＸ方向に向かって延伸するレール１７２に取付けられている。冷却板１７０は、支持アーム１７１に取り付けられた駆動機構１７３によりレール１７２上を移動できる。これにより、冷却板１７０は、加熱部１３１側の熱板１４２の上方まで移動できる。
冷却板１７０には、例えば図７のＸ方向に沿った２本のスリット１７４が形成されている。スリット１７４は、冷却板１７０の加熱部１３１側の端面から冷却板１７０の中央部付近まで形成されている。このスリット１７４により、加熱部１３１側に移動した冷却板１７０と、熱板１４２上の昇降ピン１５１との干渉が防止される。図６に示すように冷却部１３２内に位置する冷却板１７０の下方には、昇降ピン１７５が設けられている。昇降ピン１７５は、昇降駆動部１７６によって昇降できる。昇降ピン１７５は、冷却板１７０の下方から上昇してスリット１７４を通過し、冷却板１７０の上方に突出して、例えば搬入出口１３３から筐体１３０の内部に進入するウェハ搬送装置７０との間でウェハＷの受け渡しを行うことができる。
次に、熱板１４２の構成について詳述する。図８は、熱板１４２の構成の概略を示す平面図である。熱板１４２は、図８に示すように、複数、例えば５個の熱板領域（以下、領域と省略することがある）Ｒ１〜Ｒ５に区画されている。熱板１４２は、例えば平面から見て中心部に位置して円形の熱板領域Ｒ１と、その熱板領域Ｒ１の周囲を円弧状に４等分した熱板領域Ｒ２〜Ｒ５とに区画されている。
熱板１４２の各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５には、ヒータ１８０が個別に内蔵され、熱板領域Ｒ１〜Ｒ５毎に個別に加熱できる。各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５のヒータ１８０の発熱量は、例えば温度制御装置１８１により調整されている。温度制御装置１８１は、各ヒータ１８０の発熱量を調整して、各熱板領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度を所定の設定温度に制御できる。温度制御装置１８１における温度設定は、制御部６により行われる。
次に、欠陥検査装置６１の構成について説明する。図９及び図１０はそれぞれ、欠陥検査装置６１の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。欠陥検査装置６１は、図９及び図１０に示すようにケーシング１９０を有している。ケーシング１９０内には、ウェハＷを載置する載置台２００が設けられている。この載置台２００は、モータなどの回転駆動部２０１によって、回転、停止が自在である。ケーシング１９０の底面には、ケーシング１９０内の一端側（図１０中のＸ方向負方向側）から他端側（図１０中のＸ方向正方向側）まで延伸するガイドレール２０２が設けられている。載置台２００と回転駆動部２０１は、ガイドレール２０２上に設けられ、駆動装置２０３によってガイドレール２０２に沿って移動できる。
ケーシング１９０内の他端側（図１０のＸ方向正方向側）の側面には、撮像装置２１０が設けられている。撮像装置２１０には、例えば広角型のＣＣＤカメラが用いられている。
ケーシング１９０の上部中央付近には、ハーフミラー２１１が設けられている。ハーフミラー２１１は、撮像装置２１０と対向する位置に、鏡面が鉛直下方を向いた状態から撮像装置２１０の方向に向けて４５度上方に傾斜した状態で設けられている。ハーフミラー２１１の上方には、照明装置２１２が設けられている。ハーフミラー２１１と照明装置２１２は、ケーシング１９０内部の上面に固定されている。照明装置２１２からの照明は、ハーフミラー２１１を通過して下方に向けて照らされる。したがって、照明装置２１２の下方にある物体によって反射した光は、ハーフミラー２１１でさらに反射して、撮像装置２１０に取り込まれる。すなわち、撮像装置２１０は、照明装置２１２による照射領域にある物体を撮像することができる。
次に、基板処理システム１を用いたウェハ処理について説明する。
基板処理システム１を用いたウェハ処理では、先ず、ウェハ搬送装置２１によって、カセット載置台１２上のカセットＣからウェハＷが取り出され、処理ステーション３の受け渡し装置５０に搬送される。
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、第１のブロックＧ１のレジスト塗布装置３１に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、プリベーク処理（ＰＡＢ：Pre-Applied Bake）される。なお、プリベーク処理や後段のＰＥＢ処理、ポストベーク処理では、同様な熱処理が行われる。ただし、各熱処理に供される熱処理装置４０は互いに異なる。
その後、ウェハＷは、周辺露光装置４１に搬送され、周辺露光処理される。
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。
次にウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、ＰＥＢ処理される。その後ウェハＷは、たとえば現像処理装置３０に搬送されて現像処理される。現像処理終了後、ウェハＷは、熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。そして、ウェハＷは、欠陥検査装置６１に搬送され、ウェハＷの欠陥検査が行われる。欠陥検査では、傷、異物の付着があるかどうか等の検査が行われる。その後、ウェハＷはカセット載置台１２上のカセットＣに搬送され、一連のフォトリソグラフィー工程が完了する。
続いて、基板処理システム１を導入する際に、所望の線幅のレジストパターンを面内で均一に形成するために、ＰＥＢ処理の処理条件を設定する方法、具体的には、ＰＥＢ処理時の熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度を設定する方法を説明する。
前述したように、一連のウェハ処理後にウェハＷ上に形成されているレジストパターンの線幅をＳＥＭで測定し、該測定結果に基づいてＰＥＢ処理時の熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度を設定すると、長時間を要する。
そこで、本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ウェハＷ上のレジストパターンの線幅と、欠陥検査装置６１の撮像装置２１０を用いた撮像結果との間に相関を見出したため、上記撮像結果に基づいてＰＥＢ処理時の熱板１４２の処理温度を設定することに想到した。
図１１は、ウェハＷ上のレジストパターンの線幅と、欠陥検査装置６１の撮像装置２１０を用いた撮像結果との間に相関があることを示す図である。なお、図１１（Ａ）〜（Ｄ）では、各画像Ｉ１〜Ｉ４は、グレースケールで示されているが、実際はカラー画像である。
図１１（Ａ）及び図１１（Ｃ）の画像Ｉ１、Ｉ３は以下のようにして取得される。すなわち、ウェハＷを４３７個の領域に分割し、各領域において、当該領域上のレジストパターンの線幅をＳＥＭにより測定し、線幅の平均値を領域毎に算出する。また、算出した線幅の平均値をＲＧＢデータに変換する。ＲＧＢデータとは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれの画素値／輝度値を含むデータである。そして、領域毎に、当該領域の座標と、線幅の平均値から変換されたＲＧＢデータと、を対応づけたテーブルを作成する。該テーブルに基づいて、図１１（Ａ）及び図１１（Ｃ）に示すようなレジストパターンの線幅の分布を示すＲＧＢ画像Ｉ１、Ｉ３が取得される。
図１１（Ｂ）と図１１（Ｄ）の画像Ｉ２、Ｉ４は以下のようにして得られる。すなわち、レジストパターンが形成されたウェハＷ全体を欠陥検査装置６１の撮像装置２１０を用いて撮像する。そして、ウェハＷを４３７個の領域に分割し、各領域において、当該領域に含まれるピクセルにおけるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの画素値の平均値を算出する。そして、領域毎に、当該領域の座標と、上記画素値の平均値すなわちＲＧＢデータの平均値とを対応付けたテーブルを作成する。そして、該テーブルを欠陥検査装置６１における光学系等に合わせて較正する。較正したテーブルに基づいて図１１（Ｂ）及び（Ｄ）に示すようなＲＧＢ画像Ｉ２、Ｉ４が取得される。以下では、特に明記しない限り、撮像装置２１０での撮像結果から上述のようにして取得された画像を「撮像画像」という。
なお、ウェハＷに対する処理条件（使用された各種処理装置も含む）は、図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）とでは同じであり、図１１（Ｃ）と図１１（Ｄ）とでも同じである。ただし、ウェハＷに対する処理条件は、図１１（Ａ）と図１１（Ｃ）とで異なる。
図１１（Ａ）の画像Ｉ１と図１１（Ｂ）の画像Ｉ２との間では色の分布が同様であり、また、図１１（Ｃ）の画像Ｉ３と図１１（Ｄ）の画像Ｉ３との間でも色の分布が同様である。このことから、撮像装置２１０を用いた撮像結果から得られる、ウェハＷの表面の状態を示す撮像画像における色の情報すなわちＲＧＢデータと、ウェハＷ上のレジストパターンの線幅と、に相関があることは明らかである。
そこで、本実施形態では、ＰＥＢ処理時の熱板１４２の処理温度の設定は、撮像画像におけるＲＧＢデータに基づいて行う。
以下、本実施形態にかかる、ＰＥＢ処理時の熱板１４２の処理温度の設定処理を説明する。図１２は、上記設定処理の一例を説明するためのフローチャートである。
＜１．相関モデル作成工程＞
本実施形態にかかる上記設定処理では、後述するように、撮像装置２１０を用いた撮像結果から得られる撮像画像におけるＲＧＢデータの変化量と熱板１４２の処理温度の変化量との相関を熱板領域Ｒ１〜Ｒ５毎に示す相関モデルを用いるため、図１２に示すように、まず相関モデルが作成される（ステップＳ１）。
＜１．１．熱処理装置決定工程＞
相関モデル作成工程では、例えばまず、複数のＰＥＢ処理用の熱処理装置４０のうち、相関モデル作成に使用されるものが、ユーザ入力等に応じて決定される。
＜１．２．レジスト膜形成前検査工程＞
また、相関モデル作成用のウェハＷが、カセット載置台１２上のカセットＣから取り出され、欠陥検査装置６１に搬送される。なお、相関モデル作成用のウェハＷは例えばベアウェハである。その後、ウェハＷは、その表面が撮像装置２１０により撮像され、撮像画像が取得される。なお、この撮像画像におけるＲＧＢデータが所定の範囲内にない場合、具体的には、例えば撮像画像のいずれかの領域におけるＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの輝度値が所定の範囲内にない場合、ウェハＷの表面に傷、異物の付着があることが予測されるため、以後の工程は行われずに、当該ウェハＷは、カセットＣへ搬出される。
＜１．３．レジスト膜形成及びＰＡＢ工程＞
レジスト膜形成前検査工程において、撮像画像におけるＲＧＢが所定の範囲内にあり、ウェハＷに問題がない場合、ウェハＷは、レジスト塗布装置３１に搬送され、予め定められた処理条件でレジスト膜が形成される。その後、ウェハＷはＰＡＢ処理用の熱処理装置４０に搬送され、予め定められた処理条件で熱処理される。
＜１．４．レジスト膜形成後検査工程＞
次にウェハＷは、欠陥検査装置６１に搬送され、レジスト膜が形成されたウェハＷが撮像装置２１０により撮像され、撮像画像が取得される。なお、この撮像画像におけるＲＧＢデータが所定の範囲内にない場合、具体的には、例えば撮像画像のいずれかの領域におけるＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの輝度値が所定の範囲内にない場合、適切なレジスト膜が形成されていないことが予測されるため、以後の工程は行われずに、当該ウェハＷは、カセットＣへ搬出される。
＜１．５．露光工程＞
レジスト膜形成後検査工程において、撮像画像におけるＲＧＢデータが所定の範囲内にあり、ウェハＷ上のレジスト膜に問題がない場合、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。
＜１．６．ＰＥＢ工程＞
その後、ウェハＷは、上記熱処理装置決定工程で決定されたＰＥＢ処理用の熱処理装置４０に搬送され、相関モデル作成のための初期設定条件でＰＥＢ処理され、すなわち、熱板１４２の処理温度を相関モデル作成のための初期設定温度として、ＰＥＢ処理が行われる。
＜１．７．現像工程＞
次にウェハＷは、現像処理装置３０に搬送されて現像処理される。
＜１．８．撮像工程＞
次に、ウェハＷは、欠陥検査装置６１に搬送され、現像処理によりレジストパターンが形成されたウェハＷが撮像装置２１０により撮像され、撮像画像が取得される。そして、ウェハＷはカセット載置台１２上のカセットＣに搬送される。
その後、上記１．２〜１．８の工程が複数回繰り返される。ただし、ＰＥＢ工程における熱板１４２の処理温度が毎回異なるようにして、複数回繰り返される。これにより、熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度の情報が複数取得され、さらに、各処理温度でＰＥＢ処理を行った後に上記１．８の撮像工程で取得した撮像画像が取得される。そして、領域Ｒ１〜Ｒ５毎に、撮像画像間のＲＧＢデータの差と、当該撮像画像が得られたときの熱板１４２の処理温度の差とが算出される。この算出結果から、撮像装置２１０を用いた撮像結果から得られる撮像画像におけるＲＧＢデータの変化量と熱板１４２の処理温度の変化量との相関を熱板領域Ｒ１〜Ｒ５毎に示す相関モデルが作成される。なお、相関モデルの作成に用いられる、熱板領域Ｒ１の撮像画像間のＲＧＢデータの差とは、例えば、熱板領域Ｒ１に対応する位置に含まれる撮像画像のＲＧＢデータの平均値の差であり、前述のテーブルに基づいて算出可能である。熱板領域Ｒ２〜Ｒ５の撮像画像間のＲＧＢデータの差も同様である。
上述のように、上記相関モデルは、複数のＰＥＢ用の熱処理装置４０のいずれかにおいて複数の処理温度でＰＥＢ処理を行い、各処理温度でＰＥＢ処理が行われた基板を撮像装置２１０で撮像した結果に基づく撮像画像間でのＲＧＢデータの差と、当該撮像画像が得られたときの処理温度の差とから作成される。
ＰＥＢ処理時の熱板１４２の処理温度の設定処理の説明に戻る。
＜２．基準画像取得工程＞
上記相関モデル作成工程後に、熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度を設定する際の基準となるウェハ（以下、基準ウェハという）を、上記処理温度の設定に用いる撮像装置２１０で撮像し、基準ウェハの撮像画像を取得する（ステップＳ２）。
具体的には、基準ウェハがカセット載置台１２上のカセットＣから取り出され、欠陥検査装置６１に搬送され、基準ウェハの表面が撮像装置２１０により撮像され、撮像結果に基づいて、基準ウェハの撮像画像が取得される。
基準ウェハは、所望の線幅のレジストパターンが面内に均一に形成されたウェハであり、このウェハは例えば予め基板処理システム１の外部においてＳＥＭを用いた線幅測定結果に基づいて作製することができ、また、本実施形態にかかる設定方法により既に処理温度が適切に設定された別の基板処理システム１で作製することができる。
なお、基準画像所得工程は、相関モデル作成工程前に行われてもよいし、相関モデル作成工程と並行して行われてもよい。
＜３．設定対象決定工程＞
また、複数のＰＥＢ処理用の熱処理装置４０のうち、設定対象のものが、ユーザ入力等に応じて決定される。この設定対象決定工程は、相関モデル作成工程や基準画像取得工程の前に行われてもよいし、これらの工程と並行して行われてもよい。
＜４．処理済み画像取得工程＞
相関モデル作成工程、基準画像取得工程及び設定対象決定工程後、処理温度設定対象であるＰＥＢ処理用の熱処理装置４０でＰＥＢ処理されたウェハＷの撮像画像が取得される。具体的には、以下の４．１〜４．７の工程が行われる。
＜４．１．レジスト膜形成前検査工程＞
＜４．２．レジスト膜形成及びＰＡＢ工程＞
＜４．３．レジスト膜形成後検査工程＞
＜４．４．露光工程＞
処理済み画像取得工程では、設定用のウェハＷに対して、前述の１．２〜１．５の工程における処理と同様な処理が４．１〜４．４の工程で行われる。これにより設定用のウェハＷに対して適切なレジスト膜が形成され、該レジスト膜が所定のパターンで露光処理される。なお、設定用のウェハＷは例えばベアウェハである。
＜４．５．ＰＥＢ工程＞
その後、ウェハＷは、上記設定対象決定工程で決定された設定対象のＰＥＢ処理用の熱処理装置４０に搬送され、該熱処理装置４０において現在設定されている処理温度でＰＥＢ処理され、すなわち、熱板１４２の領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度をそれぞれ設定用の初期設定温度として、ＰＥＢ処理が行われる。
＜４．６．現像工程＞
次に、ＰＥＢ処理されたウェハＷは、現像処理装置３０に搬送されて現像処理される。
＜４．７．撮像工程＞
次に、ウェハＷは、欠陥検査装置６１に搬送される。そして、初期設定温度でＰＥＢ処理され現像処理によりレジストパターンが形成されたウェハＷが、撮像装置２１０により撮像され、撮像画像（以下、処理済みウェハＷの撮像画像ということがある）が取得される。その後、ウェハＷはカセット載置台１２上のカセットＣに搬送される。
＜５．ズレ量算出工程＞
設定用の初期設定温度が適切でなければ、基準画像取得工程で取得された基準ウェハの撮像画像と、処理済み画像取得工程で取得された処理済みウェハＷの撮像画像との間で、ＲＧＢデータにズレが生じるので、このＲＧＢデータのズレ量を算出する（ステップＳ５）。
具体的には、例えば、熱板１４２の領域毎に、ＲＧＢデータのズレ量として、当該領域に含まれる基準ウェハの撮像画像のＲＧＢデータの平均値と、当該領域に含まれる処理済みウェハＷの撮像画像のＲＧＢデータの平均値との差が算出される。
＜６．補正量算出工程＞
そして、相関モデル作成工程で作成された相関モデルと上記ＲＧＢデータのズレ量とに基づいて、熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度の補正量が算出される（ステップＳ６）。この補正量は、当該補正量に基づいて処理温度を補正してＰＥＢ処理を行ったウェハＷの撮像画像と基準ウェハの撮像画像との間でＲＧＢデータに差が生じないようなものが算出される。
＜７．処理条件設定工程＞
次に、算出された補正量に基づいて、熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の現在設定されている設定用の初期設定温度を補正し、設定対象の熱処理装置４０における熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度を、補正後の温度に設定する（ステップＳ７）。
そして、全てのＰＥＢ処理用の熱処理装置４０について、処理温度の設定が終了したか否か判定され（ステップＳ８）、終了していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ３〜ステップＳ７が繰り返される。一方、ステップＳ８において終了している場合（ＹＥＳの場合）、設定処理は終了する。
つまり、全てのＰＥＢ処理用の熱処理装置４０について処理温度の設定が完了するまで、熱処理装置４０毎に、処理済み画像取得工程、ズレ量算出工程、補正量算出工程及び処理条件設定工程が行われる。
これにより、レジストパターンの線幅を測定せずに、所望の線幅のレジストパターンをウェハ上に得ることができ、また、線幅の熱処理装置４０間の差すなわち線幅のウェハ間の差と、線幅の面内バラつきとを減らすことができる。
さらに、本実施形態の処理温度の設定方法では、レジストパターンの線幅の最適化のための熱板１４２の処理温度の設定を、ＳＥＭでの測定結果を用いずに、撮像画像に基づいて行っているため、設定対象の熱処理装置４０が複数ある場合でも、短時間で設定を完了することができる。
なお、以上では、レジストパターンの線幅に影響がある基板処理システム１における処理条件として、ＰＥＢ処理に用いられる熱処理装置４０の熱板の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度を挙げ、この処理温度を設定した。しかし、本実施形態にかかる処理条件の設定方法は、レジストパターンの線幅に影響がある基板処理システム１における他の処理条件（例えば、現像処理装置３０における現像処理条件）の設定にも適用することができる。
続いて、基板処理システム１を導入する際に、ウェハＷの面内において所望の膜厚で均一なレジスト膜を形成するために、基板処理システム１における処理条件を設定する処理、具体的には、レジスト塗布装置３１におけるウェハＷの処理回転数及びＰＡＢ処理時の熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度を設定する処理を説明する。
本実施形態にかかる上記処理条件を設定する処理でも、欠陥検査装置６１の撮像装置２１０での撮像結果に基づく撮像画像を利用する。レジスト膜の膜厚と、上記撮像画像におけるＲＧＢデータとの間には相関があるためである。
なお、以下の例では、説明の便宜上、基板処理システム１がレジスト塗布装置３１及びＰＡＢ処理用の熱処理装置４０をそれぞれ３つ備えるものとし、３つのレジスト塗布装置３１をそれぞれ第１〜第３のレジスト塗布装置３１と記載し、３つのＰＡＢ処理用の熱処理装置４０を第１〜第３の熱処理装置４０と記載する。
＜１１．相関モデル作成工程＞
レジスト塗布装置３１におけるウェハＷの処理回転数及びＰＡＢ処理時の熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度の２つの処理条件を設定する処理では、前述と同様の相関モデルを用いるため、まず処理条件ごとに相関モデルが作成される。
［ウェハＷの処理回転数設定用の相関モデルの作成］
＜１１．１Ａ．処理装置決定工程＞
ウェハＷの処理回転数設定用の相関モデルの作成の際は、第１〜第３のレジスト塗布装置３１と第１〜第３のＰＡＢ処理用の熱処理装置４０の中から、当該相関モデル作成に使用されるレジスト塗布装置３１とＰＡＢ処理用の熱処理装置４０の組み合わせが、ユーザ入力等に応じて決定される。
＜１１．２Ａ．検査工程＞
また、相関モデル作成用のウェハＷが、カセット載置台１２上のカセットＣから取り出され、欠陥検査装置６１に搬送される。その後、ウェハＷは、その表面が撮像装置２１０により撮像され、撮像画像が取得される。なお、この撮像画像におけるＲＧＢデータが所定の範囲内にない場合、ウェハＷの表面に傷、異物の付着があることが予測されるため、以後の工程は行われずに、当該ウェハＷは、カセットＣへ搬出される。
＜１１．３Ａ．レジスト膜形成工程＞
検査工程において、撮像画像におけるＲＧＢが所定の範囲内にあり、ウェハＷに問題がない場合、ウェハＷは、上記処理装置決定工程で選択されたレジスト塗布装置３１に搬送され、相関モデル作成のための初期設定条件でレジスト膜が形成される。
＜１１．４Ａ．ＰＡＢ処理工程＞
その後、ウェハＷはＰＡＢ処理用の熱処理装置４０に搬送され、予め定められた処理条件で熱処理される。
＜１１．５Ａ．撮像工程＞
次に、ウェハＷは、欠陥検査装置６１に搬送され、ウェハＷが撮像装置２１０により撮像され、撮像画像が取得される。そして、ウェハＷはカセット載置台１２上のカセットＣに搬送される。
その後、上記１１．２Ａ〜１１．５Ａの工程が複数回繰り返される。ただし、レジスト膜工程におけるウェハＷの処理回転速度が毎回異なるようにして、複数回繰り返される。これにより、ウェハＷの処理回転速度の情報が複数取得され、さらに、各処理回転速度で処理を行った後に上記１１．５Ａの撮像工程で取得した撮像画像が取得される。そして、撮像画像のＲＧＢデータの差と、当該撮像画像が得られたときのウェハＷの回転速度の差とが算出される。この算出結果から、撮像装置２１０を用いた撮像結果から得られる撮像画像におけるＲＧＢデータの変化量とウェハＷの処理回転速度の変化量と相関を示す相関モデルが作成される。なお、相関モデルの作成に用いられる、撮像画像のＲＧＢデータの差とは、例えば、ウェハＷ全面の撮像画像のＲＧＢデータの平均値の差であり、前述のテーブルに基づいて算出可能である。
［ＰＡＢ処理時の熱板１４２の処理温度設定用の相関モデルの作成］
＜１１．１Ｂ．処理装置決定工程＞
ＰＡＢ処理時の熱板１４２の処理温度設定用の相関モデルの作成の際は、第１〜第３のレジスト塗布装置３１と第１〜第３のＰＡＢ処理用の熱処理装置４０の中から、当該相関モデル作成に使用されるレジスト塗布装置３１とＰＡＢ処理用の熱処理装置４０の組み合わせが、ユーザ入力等に応じて決定される。なお、上記組み合わせとして、ウェハＷの処理回転数設定用の相関モデルの作成の際と同じが用いられる場合は、当該工程は省略することができる。
＜１１．２Ｂ．検査工程＞
また、相関モデル作成用のウェハＷが、カセット載置台１２上のカセットＣから取り出され、欠陥検査装置６１に搬送される。１１．２Ａと同様な検査が行われる。
＜１１．３Ｂ．レジスト膜形成工程＞
検査工程において、ウェハＷに問題がない場合、ウェハＷは、上記処理装置決定工程で選択されたレジスト塗布装置３１に搬送され、予め定められた処理条件でレジスト膜が形成される。
＜１１．４Ｂ．ＰＡＢ処理工程＞
その後、ウェハＷはＰＡＢ処理用の熱処理装置４０に搬送され、相関モデル作成のための初期設定条件でＰＡＢ処理される。
＜１１．５Ｂ．撮像工程＞
次に、ウェハＷは、欠陥検査装置６１に搬送され、ウェハＷが撮像装置２１０により撮像され、撮像画像が取得される。そして、ウェハＷはカセット載置台１２上のカセットＣに搬送される。
その後、上記１１．２Ｂ〜１１．５Ｂの工程が複数回繰り返される。ただし、ＰＡＢ工程における熱板１４２の処理温度が毎回異なるようにして、複数回繰り返される。これにより、熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度の情報が複数取得され、さらに、各処理温度でＰＡＢ処理を行った後に上記１１．５Ｂの撮像工程で取得した撮像画像が取得される。そして、領域Ｒ１〜Ｒ５毎に、撮像画像間のＲＧＢデータの差と、当該撮像画像が得られたときの熱板１４２の処理温度の差とが算出される。この算出結果から、撮像装置２１０を用いた撮像結果から得られる撮像画像におけるＲＧＢデータの変化量と熱板１４２の処理温度の変化量との相関を領域Ｒ１〜Ｒ５毎に示す相関モデルが作成される。
レジスト塗布装置３１におけるウェハＷの処理回転数及びＰＡＢ処理時の熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度という、２つの処理条件の設定処理の説明に戻る。
＜１２．基準画像取得工程＞
上記相関モデル作成工程後に、上記２つの処理条件を設定する際の基準となるウェハ（以下、基準ウェハという）を、上記処理温度の設定に用いる撮像装置２１０で撮像し、基準ウェハの撮像画像を取得する。
本例における基準ウェハは、所望の膜厚であり且つ膜厚が面内において均一なレジスト膜が形成されたウェハであり、このウェハは例えば予め基板処理システム１の外部において断面ＳＥＭを用いた膜厚測定結果に基づいて作製することができ、また、本実施形態にかかる設定方法により既に各処理条件が適切に設定された別の基板処理システム１で作製することができる。
なお、基準画像所得工程は、相関モデル作成工程前に行われてもよいし、相関モデル作成工程と並行して行われてもよい。
本実施形態にかかる設定処理では、第１〜第３のレジスト塗布装置３１で構成される装置群と第１〜第３の熱処理装置４０で構成される装置群のうち、いずれか一方の装置群から当該装置における処理条件が設定される。以下では、第１〜第３のレジスト塗布装置３１で構成される装置群から先に設定されるものとする。ただし、第１〜第３の熱処理装置４０で構成される装置群が先に設定されるようにしてもよい。
［レジスト塗布装置処理条件設定］
＜１３Ａ．熱処理装置決定工程＞
第１〜第３のレジスト塗布装置３１における処理条件を設定する際は、各レジスト塗布装置３１で共通のＰＡＢ用の熱処理装置４０が第１〜第３の熱処理装置４０の中から、ユーザ入力等に応じて選択／決定される。ここで共通の熱処理装置４０が決定されるのは、以下の理由からである。すなわち、各レジスト塗布装置３１に対するＰＡＢ処理用の熱処理装置４０が共通でなければ、基準ウェハの撮像画像と、後述の撮像工程で取得される撮像画像とでＲＧＢデータにズレが生じた場合に、このズレが、レジスト塗布装置３１の処理条件が適切でないことに起因するものか、熱処理装置４０が異なることに起因するものか、判別不能であるからである。
この熱処理装置決定工程は、相関モデル作成工程や基準画像取得工程の前に行われてもよいし、これらの工程と並行して行われてもよい。
＜１４Ａ．設定対象決定工程＞
また、第１〜第３のレジスト塗布装置３１のうち、設定対象のものが、ユーザ入力等に応じて決定される。この設定対象決定工程は、相関モデル作成工程や基準画像取得工程、熱処理装置決定工程の前に行われてもよいし、相関モデル作成工程や基準画像取得工程と並行して行われてもよい。
＜１５Ａ．処理済み画像取得工程＞
そして、設定対象決定工程で決定されたレジスト塗布装置３１でレジスト膜形成処理が行われ且つ熱処理装置決定工程で決定されたＰＡＢ処理用の熱処理装置４０でＰＡＢ処理が行われたウェハＷについて、撮像画像が取得される。具体的には、以下の１５．１Ａ〜１５．４Ａの工程が行われる。
＜１５．１Ａ．検査工程＞
処理済み画像取得工程では、設定用のウェハＷに対して、１１．２Ａと同様な検査が行われる。なお、設定用のウェハＷは例えばベアウェハである。
＜１５．２Ａ．レジスト膜形成工程＞
検査工程において、ウェハＷに問題がない場合、ウェハＷは、上記設定対象決定工程で決定された設定対象のレジスト塗布装置３１に搬送される。そして、該レジスト塗布装置３１において現在設定されているウェハＷの処理回転速度でレジスト膜形成処理が行われ、すなわちウェハＷの処理回転速度を設定用の初期設定速度として、レジスト膜形成処理が行われる。
＜１５．３Ａ．ＰＡＢ処理工程＞
その後、ウェハＷは、熱処理装置決定工程で決定されたＰＡＢ処理用の熱処理装置４０に搬送され、該熱処理装置４０で、予め定められた処理条件でＰＡＢ処理が行われる。
＜１５．４Ａ．撮像工程＞
次に、ウェハＷは、欠陥検査装置６１に搬送され、ウェハＷが撮像装置２１０により撮像され、撮像画像が取得される。そして、ウェハＷはカセット載置台１２上のカセットＣに搬送される。
＜１６Ａ．ズレ量算出工程＞
設定用の初期設定速度が適切でなければ、基準画像取得工程で取得された基準ウェハの撮像画像と、処理済み画像取得工程で取得された処理済みウェハＷの撮像画像との間で、ＲＧＢデータにズレが生じるので、このＲＧＢデータのズレ量を算出する。
具体的には、例えば、ＲＧＢデータのズレ量として、基準ウェハの撮像画像におけるウェハ全面のＲＧＢデータの平均値と、処理済みウェハＷの撮像画像におけるウェハ全面のＲＧＢデータの平均値との差が算出される。
＜１７Ａ．補正量算出工程＞
そして、相関モデル作成工程で作成された相関モデルと上記ＲＧＢデータのズレ量とに基づいて、レジスト塗布装置３１におけるウェハＷの処理回転速度の補正量が算出される（ステップＳ６）。この補正量は、当該補正量に基づいて処理回転速度を補正してレジスト膜形成処理を行ったウェハＷの撮像画像と基準ウェハの撮像画像との間でＲＧＢデータに差が生じないようなものが算出される。
＜１８Ａ．処理条件設定工程＞
次に、算出された補正量に基づいて、ウェハＷの処理回転速度として現在設定されている設定用の初期設定速度を補正し、設定対象のレジスト塗布装置３１におけるウェハＷの処理回転速度を、補正後の速度に設定する。
そして、第１〜第３のレジスト塗布装置３１全てについて処理回転速度の設定が完了するまで、レジスト塗布装置３１毎に、処理済み画像取得工程、ズレ量算出工程、補正量算出工程及び処理条件設定工程が行われる。
［ＰＡＢ用熱処理装置処理条件設定］
＜１３Ｂ．レジスト塗布装置決定工程＞
第１〜第３の熱処理装置４０における処理条件を設定する際は、各熱処理装置４０で共通のレジスト塗布装置３１が第１〜第３のレジスト塗布装置３１の中から、ユーザ入力等に応じて選択／決定される。
この熱処理装置決定工程は、相関モデル作成工程や基準画像取得工程の前に行われてもよいし、これらの工程と並行して行われてもよい。
＜１４Ｂ．設定対象決定工程＞
また、第１〜第３の熱処理装置４０のうち、設定対象のものが、ユーザ入力等に応じて決定される。この設定対象決定工程は、相関モデル作成工程や基準画像取得工程、レジスト塗布装置決定工程の前に行われてもよいし、相関モデル作成工程や基準画像取得工程と並行して行われてもよい。
＜１５Ｂ．処理済み画像取得工程＞
そして、レジスト塗布装置決定工程で決定されたレジスト塗布装置３１でレジスト膜形成処理が行われ且つ設定対象決定工程で決定されたＰＡＢ処理用の熱処理装置４０でＰＡＢ処理が行われたウェハＷについて、撮像画像が取得される。具体的には、以下の１５．１Ｂ〜１５．４Ｂの工程が行われる。
＜１５．１Ｂ．検査工程＞
処理済み画像取得工程では、設定用のウェハＷに対して、１１．２Ａと同様な検査が行われる。なお、設定用のウェハＷは例えばベアウェハである。
＜１５．２Ｂ．レジスト膜形成工程＞
検査工程において、ウェハＷに問題がない場合、ウェハＷは、レジスト塗布装置決定工程で決定されたレジスト塗布装置３１に搬送され、該レジスト塗布装置３１において予め定められた処理条件でレジスト膜形成処理が行われる。
＜１５．３Ｂ．ＰＡＢ処理工程＞
その後、ウェハＷは、設定対象決定工程で決定されたＰＡＢ処理用の熱処理装置４０に搬送され、該熱処理装置４０において現在設定されている処理温度でＰＡＢ処理され、すなわち、熱板１４２の領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度をそれぞれ設定用の初期設定温度として、ＰＡＢ処理が行われる。
＜１５．４Ｂ．撮像工程＞
次に、ウェハＷは、欠陥検査装置６１に搬送され、ウェハＷが撮像装置２１０により撮像され、撮像画像が取得される。そして、ウェハＷはカセット載置台１２上のカセットＣに搬送される。
＜１６Ｂ．ズレ量算出工程＞
＜１７Ｂ．補正量算出工程＞
＜１８Ｂ．処理条件設定工程＞
処理済み画像取得工程後、ＰＥＢ処理時の処理温度設定工程における前述の５〜７の工程と同様な処理が１６Ｂ〜１８Ｂの工程で行われる。これにより、設定対象決定工程で決定されたＰＡＢ処理用の熱処理装置４０における熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度が設定される。
そして、第１〜第３の熱処理装置４０全てについて熱板１４２の各領域の処理温度の設定が完了するまで、熱処理装置４０毎に、処理済み画像取得工程、ズレ量算出工程、補正量算出工程及び処理条件設定工程が行われる。
以上のようにしてレジスト塗布装置３１におけるウェハＷの処理回転速度とＰＡＢ処理用の熱処理装置４０における熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度を設定することにより、レジスト膜の膜厚を測定せずに、所望の膜厚であって膜厚が面内で均一である良好なレジスト膜をウェハ上に形成することができる。また、レジスト膜形成に用いるレジスト塗布装置３１や熱処理装置４０によらず、上記良好なレジスト膜を形成することができる。
さらに、本実施形態の処理条件の設定方法では、処理条件の設定を、断面ＳＥＭを利用した測定結果を用いずに、撮像画像に基づいて行っているため、設定対象のレジスト塗布装置３１や熱処理装置４０が複数ある場合でも、短時間で設定を完了することができる。
なお、以上では、レジスト膜の膜厚に影響がある基板処理システム１における処理条件として、レジスト塗布装置３１におけるウェハＷの処理回転速度とＰＡＢ処理用の熱処理装置４０における熱板１４２の各領域Ｒ１〜Ｒ５の処理温度を挙げ、これらの処理条件を設定した。しかし、本実施形態にかかる処理条件の設定方法は、レジスト膜の膜厚に影響がある基板処理システム１における他の処理条件（例えば、レジスト塗布装置３１におけるウェハＷの回転時間）の設定にも適用することができる。
また、以上の説明では、レジストパターンの線幅やレジスト膜の膜厚と相関があるものとして撮像画像のＲＧＢデータを用いたが、レジストパターンの線幅やレジスト膜の膜厚と相関がある色情報はＲＧＢデータに限らない。なお、色情報とは、特定の波長の光の輝度情報である。上記色情報はＲ、Ｇ、Ｂのいずれか１色の輝度情報であってもよいし、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の色の輝度情報であってもよい。
なお、以上では、基板処理システム１の導入時に、前述の相関モデルを用いて処理条件を設定していたが、量産時にも、所定の処理後のウェハの撮像画像の色情報と、基準となる撮像画像の色情報との間に差が生じるか観察し、差が生じた場合は、同じ相関モデルを用いて処理条件をフィードバック制御してもよい。
また、基板処理システム１内の撮像装置において、可視光域に含まれる複数の波長の光の輝度情報を画素毎に取得しておき、複数の波長の中から選択された波長の光すなわち色の輝度情報を用いて、処理条件を設定してもよい。
言い換えると、本実施形態にかかる処理条件の設定処理は、設定に用いる色情報の色すなわち光の波長を選択する選択工程を含んでもよい。レジスト膜の形成に用いる材料が変わると、レジスト膜からの反射光の波長が変わり、レジストパターンの線幅やレジスト膜の膜厚の変化量に対する輝度情報の変化が大きい色すなわち反射光の波長が変わる。上述の選択工程を含めることにより、レジストパターンの線幅やレジスト膜の膜厚の変化量に対する輝度情報の変化が大きい色すなわち光の波長を選択することができる。したがって、現像画像の色情報に基づく処理条件の設定をより正確に行うことができる。
なお、可視光域以外の光（例えば、赤外域の光）の輝度情報を用いて処理条件を設定してもよい。
図１３は、基板処理システム１に設けられる撮像装置の他の例を説明するための図である。
基板処理システム１に設けられる撮像装置は、図１３に示すように、各画素２５１の前面に１つのプリズム２５２が設けられ、１つの画素２５１に到達する光がプリズム２５２によって分光されている。また、画素２５１は、プリズム２５２による分光に対応して、複数の受光部２５１ａに分割されており、プリズム２５２により分光された各波長の光を各受光部２５１ａで別々に受光する。したがって、本例の撮像装置では、複数の波長の光の輝度情報を画素毎に取得することができる。
（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態にかかる基板処理システム１´の構成の概略を模式的に示す平面図である。
第１の実施形態にかかる基板処理システム１は、塗布現像システムとして構成され、ＰＥＢ処理やレジスト膜形成処理、ＰＡＢ処理などが行われるが、第２の実施形態にかかる基板処理システム１´では、ウェハＷ上にＴｉＮ膜等の所定の膜を形成する成膜処理、ウェハＷに対するエッチング処理などが行われる。
基板処理システム１´は、図１４に示すように複数枚のウェハＷを収容したカセットＣが搬入出されるカセットステーション３００と、ウェハＷの搬送を行う共通搬送部３０１と、ウェハＷ上にＴｉＮ膜を形成するＴｉＮ成膜装置３０２と、ウェハＷ上にスペーサ膜を形成するスペーサ成膜装置３０３と、ウェハＷ上の所定の膜をエッチングするエッチング装置３０４と、ウェハＷの表面を撮像する撮像装置３０５と、当該基板処理システム１´の制御を行う制御部６を有している。
ＴｉＮ成膜装置３０２とスペーサ成膜装置３０３はそれぞれ、例えばプラズマを用いたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置である。また、エッチング装置３０４には、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置が用いられる。なお、これらＴｉＮ成膜装置３０２、スペーサ成膜装置３０３、エッチング装置３０４には、それぞれ公知の装置を用いることできる。また、撮像装置３０５としては、前述の撮像装置２１０と同様なものを用いることができる。
カセットステーション３００は、ウェハＷを搬送するウェハ搬送装置３１０が内部に設けられた搬送室３１１を有している。ウェハ搬送装置３１０は、ウェハＷを略水平に保持する２つの搬送アーム３１０ａ、３１０ｂを有しており、これら搬送アーム３１０ａ、３１０ｂのいずれかによってウェハＷを保持しながら搬送する構成となっている。搬送室３１１の側方には、ウェハＷを複数枚並べて収容可能なカセットＣが載置されるカセット載置台３１２が備えられている。図示の例では、カセット載置台３１２には、カセットＣを複数、例えば３つ載置できるようになっている。
搬送室３１１と共通搬送部３０１は、真空引き可能な２つのロードロック装置３１３ａ、３１３ｂを介して互いに連結させられている。
共通搬送部３０１は、例えば上方からみて略多角形状（図示の例では六角形状）をなすように形成された密閉可能な構造の搬送室チャンバ３１４を有している。搬送室チャンバ３１４内には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送装置３１５が設けられている。ウェハ搬送装置３１５は、ウェハＷを略水平に保持する２つの搬送アーム３１５ａ、３１５ｂを有しており、これら搬送アーム３１５ａ、３１５ｂのいずれかによってウェハＷを保持しながら搬送する構成となっている。
搬送室チャンバ３１４の外側には、ＴｉＮ成膜装置３０２、スペーサ成膜装置３０３、エッチング装置３０４、撮像装置３０５、ロードロック装置３１３ｂ、３１３ａが、搬送室チャンバ３１４の周囲を囲むように配置されている。ＴｉＮ成膜装置３０２、スペーサ成膜装置３０３、エッチング装置３０４、撮像装置３０５、ロードロック装置３１３ｂ、３１３ａは、例えば上方からみて時計回転方向においてこの順に並ぶように、また、搬送室チャンバ３１４の６つの側面部に対してそれぞれ対向するようにして配置されている。
本発明に係る処理条件の設定方法は、基板処理システム１´におけるＴｉＮ膜などの所定の膜をウェハＷ上に形成する成膜処理の処理条件の設定や、ウェハＷをエッチングする処理の処理条件の設定に用いることができる。また、基板上に形成された所定の膜をエッチングする処理の処理条件の設定にも用いることができる。
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想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。
本発明は、ウェハに対して各種処理を行う基板処理システムにおいて処理条件を設定する技術に有用である。
１，１´ 基板処理システム
６ 制御部
３０，３０５ 現像処理装置
３１ レジスト塗布装置
４０ 熱処理装置
４１ 周辺露光装置
６１ 欠陥検査装置
１４２ 熱板
２１０ 撮像装置

Claims (10)

  1. 基板に所定の処理を行う複数の処理装置を備えた基板処理システムにおける前記所定の処理の処理条件を設定する処理条件設定方法であって、
    前記基板処理システムは基板の表面側を撮像する撮像装置を備え、
    前記処理条件の設定の基準となる基板である基準基板を前記撮像装置で撮像し、撮像結果に基づいて、前記基準基板の撮像画像を取得する基準画像取得工程と、
    現在の前記処理条件で前記所定の処理が行われた基板である処理済み基板を前記撮像装置で撮像し、撮像結果に基づいて、前記処理済み基板の撮像画像を取得する処理済み画像取得工程と、
    前記処理済み基板の撮像画像と前記基準基板の撮像画像との色情報のズレ量を算出するズレ量算出工程と、
    前記撮像装置での撮像結果に基づく基板の撮像画像における色情報の変化量と前記処理条件の変化量との相関を示す相関モデルと、前記色情報のズレ量とに基づいて、当該所定の処理の処理条件の補正量を算出する補正量算出工程と、
    算出された前記補正量と現在の前記処理条件とに基づいて、当該所定の処理の前記処理条件を設定する設定工程と、を含み、
    前記処理装置毎に、前記処理済み画像取得工程、前記ズレ量算出工程、前記補正量算出工程及び前記設定工程を行う。
  2. 請求項１に記載の処理条件設定方法において、
    前記所定の処理は、基板上のレジスト膜にパターンの露光を行った後に当該基板を加熱する処理である。
  3. 請求項１に記載の処理条件設定方法において、
    前記所定の処理は、基板を回転させながら当該基板に塗布液を供給し、塗布膜を形成する処理である。
  4. 請求項１に記載の処理条件設定方法において、
    前記所定の処理は、基板上に塗布膜が形成された後に当該基板を加熱する処理である。
  5. 請求項１に記載の処理条件設定方法において、
    前記所定の処理は、基板上に所定の膜を形成する処理である。
  6. 請求項１に記載の処理条件設定方法において、
    前記所定の処理は、基板または基板上の所定の膜をエッチングする処理である。
  7. 請求項１に記載の処理条件設定方法において、
    前記複数の処理装置のいずれかにおいて複数の処理条件で前記所定の処理を行い、各処理条件で前記所定の処理が行われた基板を前記撮像装置で撮像した結果に基づく撮像画像間での前記色情報の差と、当該撮像画像が得られたときの処理条件の差とから、前記相関モデルを作成する相関モデル作成工程を含む。
  8. 請求項１に記載の処理条件設定方法において、
    前記色情報の色を選択する選択工程を含む。
  9. 基板に所定の処理を行う複数の処理装置を備えた基板処理システムにおける前記所定の処理の処理条件を設定する処理条件設定方法を当該基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システムを制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
    前記基板処理システムは基板の表面側を撮像する撮像装置を備え、
    前記処理条件設定方法は、前記処理条件の設定の基準となる基板である基準基板を前記撮像装置で撮像し、撮像結果に基づいて、前記基準基板の撮像画像を取得する基準画像取得工程と、
    現在の前記処理条件で前記所定の処理が行われた基板である処理済み基板を前記撮像装置で撮像し、撮像結果に基づいて、前記処理済み基板の撮像画像を取得する処理済み画像取得工程と、
    前記処理済み基板の撮像画像と前記基準基板の撮像画像との色情報のズレ量を算出するズレ量算出工程と、
    前記撮像装置での撮像結果に基づく基板の撮像画像における色情報の変化量と前記処理条件の変化量との相関を示す相関モデルと、前記色情報のズレ量とに基づいて、当該所定の処理の処理条件の補正量を算出する補正量算出工程と、
    算出された前記補正量と現在の前記処理条件とに基づいて、当該所定の処理の前記処理条件を設定する設定工程と、を含み、
    前記処理装置毎に、前記処理済み画像取得工程、前記ズレ量算出工程、前記補正量算出工程及び前記設定工程を行う。
  10. 基板に所定の処理を行う複数の処理装置を備えた基板処理システムであって、
    基板の表面側を撮像する撮像装置と、
    前記所定の処理の処理条件を設定する制御部と、を備え、
    前記制御部の制御によって、
    前記処理条件の設定の基準となる基板である基準基板を前記撮像装置で撮像し、撮像結果に基づいて、前記基準基板の撮像画像を取得する基準画像取得工程と、
    現在の前記処理条件で前記所定の処理が行われた基板である処理済み基板を前記撮像装置で撮像し、撮像結果に基づいて、前記処理済み基板の撮像画像を取得する処理済み画像取得工程と、
    前記処理済み基板の撮像画像と前記基準基板の撮像画像との色情報のズレ量を算出するズレ量算出工程と、
    前記撮像装置での撮像結果に基づく基板の撮像画像における色情報の変化量と前記処理条件の変化量との相関を示す相関モデルと、前記色情報のズレ量とに基づいて、当該所定の処理の処理条件の補正量を算出する補正量算出工程と、
    算出された前記補正量と現在の前記処理条件とに基づいて、当該所定の処理の前記処理条件を設定する設定工程と、が行われるものであり、
    前記処理装置毎に、前記処理済み画像取得工程、前記ズレ量算出工程、前記補正量算出工程及び前記設定工程が行われる。
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