KR20170006263A - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열판에 있어서의 기판의 적재 상태의 이상 유무를 정확성 높게 검출하는 것이다. 노광된 레지스트막이 형성된 기판을 현상하여, 당해 기판의 표면에 패턴을 형성하는 현상부와, 상기 레지스트막이 형성된 기판을 상기 현상 전에 적재함과 함께 가열하는 열판과, 상기 기판의 표면에 있어서의 패턴의 치수의 크기의 분포를 광학적으로 취득하는 분포 취득부와, 패턴의 치수의 크기의 분포에 기초하여, 상기 열판에 있어서의 상기 기판의 적재 상태의 이상 유무를 판정하는 판정부를 구비하도록 장치를 구성한다. 이렇게 패턴의 치수의 크기의 분포에 기초한 판정을 행함으로써, 기판의 적재 상태의 이상 유무에 대해서 정확성 높게 검출할 수 있다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 레지스트막이 형성된 기판을 현상 전에 가열하는 열판을 구비하는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)에 레지스트 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정에서는, 가열 장치(가열 모듈)를 사용해서 당해 웨이퍼에 열처리가 행하여진다. 이 열처리로서는, 예를 들어 레지스트막이 소정의 패턴을 따라서 노광된 후, 현상 처리 전의 웨이퍼를 가열하는 PEB(Post Exposure Backing)라고 불리는 처리를 들 수 있다. 상기 가열 장치로서는, 예를 들어 적재된 웨이퍼를 가열하는 열판을 구비하도록 구성된다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 이러한 열판을 구비한 가열 장치에 대해서 기재되어 있다.
그런데 열판 상에 이물이 존재하거나, 웨이퍼의 이면에 이물이 부착된 상태에서 당해 웨이퍼가 열판에 반송됨으로써, 열판의 표면과 웨이퍼의 이면과의 사이에 이물이 개재하여, 웨이퍼가 이 이물에 올라앉은 상태에서 열처리가 행하여지는 경우가 있다. 그렇게 되면, 웨이퍼의 면내 각 부에서 열판 표면과 당해 웨이퍼의 이면과의 거리가 서로 상이함으로써, 웨이퍼의 면내 각 부의 온도가 서로 상이해버리는 경우가 있다. 그 결과로서, 현상 후의 웨이퍼의 면내 각 부에서 레지스트 패턴의 치수인 CD(Critical Dimension)가 서로 상이하게 형성될 우려가 있다.
일본 특허 공개 제2009-123816호 공보
이미 설명한 특허문헌 1에는, 열판에 웨이퍼를 적재했을 때의 열판의 온도 변화의 프로파일에 기초하여 웨이퍼의 적재 상태의 이상 유무를 검출하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 이물의 높이가 비교적 작으면, 열판 이물 존재 영역의 온도 저하와, 열판의 다른 영역의 온도 저하와의 차가 작기 때문에, 이물에 올라앉았는지를 검출할 수 없고, 따라서 CD의 이상의 판정을 정확하게 행할 수 없다.
본 발명은, 열판에 있어서의 기판의 적재 상태의 이상 유무를 정확성 높게 검출할 수 있는 기술을 제공한다.
본 발명의 기판 처리 장치는, 노광된 레지스트막이 형성된 기판을 현상하여, 당해 기판의 표면에 패턴을 형성하는 현상부와, 상기 레지스트막이 형성된 기판을 상기 현상 전에 적재함과 함께 가열하는 열판과, 상기 기판의 표면에 있어서의 패턴의 치수의 크기의 분포를 광학적으로 취득하는 분포 취득부와, 패턴의 치수의 크기의 분포에 기초하여, 상기 열판에 있어서의 상기 기판의 적재 상태의 이상 유무를 판정하는 판정부를 포함한다.
본 발명의 기판 처리 방법은, 노광된 레지스트막이 형성된 기판을 현상부에서 현상하여, 당해 기판의 표면에 패턴을 형성하는 현상 공정과, 상기 레지스트막이 형성된 기판을 상기 현상 전에 열판에 적재해서 가열하는 가열 공정과, 상기 기판의 표면에 있어서의 패턴의 치수의 크기의 분포를 광학적으로 취득하는 공정과, 취득된 패턴의 치수의 크기의 분포에 기초하여, 상기 열판에 있어서의 기판의 적재 상태의 이상 유무를 판정하는 판정 공정을 포함한다.
본 발명의 기억 매체는, 패턴을 형성하기 위해서 노광된 레지스트막이 형성된 기판을 현상하는 기판 처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체로서, 상기 프로그램은 컴퓨터와 결합하여 본 발명의 기판 처리 방법을 실행하기 위해서 스텝이 짜여져 있다.
본 발명에 따르면, 현상되어 패턴이 형성된 레지스트막에 대해서, 패턴의 치수의 크기의 분포를 광학적으로 취득하여, 레지스트막 형성 후, 현상 전에 가열 처리를 행하는 열판에 있어서의 기판의 적재 상태의 이상 유무를 판정하고 있다. 그에 의해, 적재 상태의 이상 유무를 정확성 높게 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 도포, 현상 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 상기 도포, 현상 장치에 포함되는 가열 모듈의 종단 측면도이다.
도 3은 상기 가열 모듈의 횡단 평면도이다.
도 4는 상기 도포, 현상 장치에 포함되는 선 폭 측정 모듈의 개략적인 종단 측면도이다.
도 5는 웨이퍼의 CD의 측정 개소의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 6은 웨이퍼의 열판에 대한 적재 이상을 도시하는 설명도이다.
도 7은 적재 이상 시에 취득되는 웨이퍼의 CD 분포의 모식도이다.
도 8은 웨이퍼의 열판에 대한 적재 이상을 도시하는 설명도이다.
도 9는 적재 이상 시에 취득되는 웨이퍼의 CD 분포의 모식도이다.
도 10은 웨이퍼의 열판에 대한 적재 이상을 도시하는 설명도이다.
도 11은 적재 이상 시에 취득되는 웨이퍼의 CD 분포의 모식도이다.
도 12는 웨이퍼의 열판에 대한 적재 이상을 도시하는 설명도이다.
도 13은 적재 이상 시에 취득되는 웨이퍼의 CD 분포의 모식도이다.
도 14는 웨이퍼의 열판에 대한 적재 이상을 도시하는 설명도이다.
도 15는 적재 이상 시에 취득되는 웨이퍼의 CD 분포의 모식도이다.
도 16은 웨이퍼의 열판에 대한 적재 이상을 도시하는 설명도이다.
도 17은 적재 이상 시에 취득되는 웨이퍼의 CD 분포의 모식도이다.
도 18은 웨이퍼의 열판에 대한 적재 이상을 도시하는 설명도이다.
도 19는 적재 이상 시에 취득되는 웨이퍼의 CD 분포의 모식도이다.
도 20은 적재 이상 및 적재 이상종을 판정하기 위한 흐름도이다.
도 21은 상기 열판의 종단 측면도이다.
도 22는 상기 열판의 종단 측면도이다.
도 23은 상기 도포, 현상 장치에 포함되는 웨이퍼 촬상 모듈의 개략적인 종단 측면도이다.
도 24는 상기 도포, 현상 장치의 상세한 평면도이다.
도 25는 상기 도포, 현상 장치의 사시도이다.
도 26은 상기 도포, 현상 장치의 개략적인 종단 측면도이다.
도 27은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
도 28은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
도 29는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
도 30은 웨이퍼의 CD 분포의 모식도이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 도포, 현상 장치(1)에 대해서, 개략도인 도 1을 참조하면서 설명한다. 도포, 현상 장치(1)에는 노광 장치(11)가 접속되어 있고, 도포, 현상 장치(1)는, 레지스트 도포 모듈(12), 가열 모듈(2A), 가열 모듈(2B), 현상 모듈(13), 선 폭 측정 모듈(14) 및 이면 세정 모듈(15)을 구비하고 있다.
외부로부터 예를 들어 다수매의 동일한 로트의 웨이퍼(W)를 저장하는 캐리어(C)가, 도포, 현상 장치(1)에 반송된다. 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)는, 도포, 현상 장치(1)에 설치되는 반송 기구(16)에 의해, 통상은 도면 중에 실선의 화살표로 나타낸 바와 같이, 레지스트 도포 모듈(12)→노광 장치(11)→가열 모듈(2A 또는 2B)→현상 모듈(13)→선 폭 측정 모듈(14)의 순서로 반송된 후, 캐리어(C)로 되돌려진다. 가열 모듈(2A, 2B)에 대해서는, 이들 중 비어 있는, 즉 처리하고 있는 웨이퍼(W)가 없는 상태로 되어 있는 쪽의 모듈에 반송된다. 또한, 후술하는 바와 같이 반송 기구(16)는, 복수의 반송 기구에 의해 구성되어 있고, 상기 반송에 있어서, 반송원 및 반송처의 모듈이 상이하면, 웨이퍼(W)는 서로 다른 반송 기구에 의해 전달된다.
상기 레지스트 도포 모듈(12)은, 웨이퍼(W)의 표면에 포지티브형 또는 네가티브형의 레지스트를 도포해서 레지스트막을 형성한다. 또한, 레지스트 도포 모듈(12)은, 후술하는 바와 같이 이상이 있다고 판정된 웨이퍼(W)에 대해서는, 레지스트막을 제거하기 위한 용제를 공급한다. 이렇게 레지스트, 용제를 각각 공급하기 위한 노즐이 레지스트 도포 모듈(12)에는 설치되어 있고, 용제를 공급하는 노즐은 레지스트막 제거 기구를 구성한다. 노광 장치(11)는, 레지스트막을 소정의 패턴을 따라서 노광한다.
가열 모듈(2A 및 2B)에서는, 웨이퍼(W)에 이미 설명한 PEB가 행하여진다. PEB에 대해서 보다 구체적으로 설명해 두면, 이 처리는, 노광 시에 발생한 레지스트막 내의 정재파의 영향을 제거하기 위한 가열 처리이다. 또한, 레지스트막이 화학 증폭형 레지스트에 의해 구성되는 경우에는, 레지스트막 내의 산을 증가시켜, 노광 개소의 현상액에 대한 용해성을 변화시킨다. 가열 모듈(2A, 2B)은, 이러한 작용을 가짐으로써, 당해 가열 모듈(2A, 2B)에서의 열처리가 이상이면, 웨이퍼(W)의 패턴의 CD는 설계값으로부터 변동되게 된다.
현상부인 현상 모듈(13)에서는, 웨이퍼(W)에 현상액이 공급되어, 레지스트막에 있어서 노광 장치(11)에서 노광된 영역, 또는, 노광되지 않은 영역이 용해하여, 당해 레지스트막에 요철인 레지스트 패턴이 형성된다. 선 폭 측정 모듈(14)은, 웨이퍼(W)의 면내 각 부에 있어서의 레지스트 패턴의 선 폭, 즉 치수인 CD의 측정을 행하여, CD의 분포를 취득하기 위한 모듈이다.
이들 각 모듈을 앞서 설명한 순서로 웨이퍼(W)가 반송됨으로써, 웨이퍼(W)에 레지스트 패턴의 형성 및 면내의 CD의 분포의 취득이 행하여진다. 또한, 이면 세정 모듈(15)은, 웨이퍼(W)의 이면을 문지르는 브러시와 웨이퍼(W)의 이면에 세정액을 공급하는 세정액 공급부를 구비하고 있고, 이들 브러시 및 세정액의 작용에 의해, 웨이퍼(W)의 이면에 부착되어 있는 이물(H)을 제거할 수 있다. 이상이라고 판정된 웨이퍼(W)는, 반송 기구(16)에 의해, 도면 중 쇄선의 화살표로 나타낸 바와 같이 캐리어(C)로부터 이면 세정 모듈(15)에 반송되고, 그 후에 레지스트 도포 모듈(12)에 반송되는 경우가 있다. 각 웨이퍼(W)의 상세한 반송에 대해서는 후술한다.
상기 가열 모듈(2A, 2B)에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 이들 가열 모듈(2A, 2B)은 서로 마찬가지의 구성이며, 여기에서는 대표적으로 가열 모듈(2A)에 대해서 도 2의 종단 측면도와, 도 3의 횡단 평면도를 참조하여 설명한다. 가열 모듈(2A)은, 웨이퍼(W)의 적재부를 이루는 수평인 원형의 열판(21)을 구비하고 있다. 도 2중 도면부호 22는, 열판(21)을 가열하기 위한 히터이다.
열판(21)의 표면에는, 복수의 지지 핀(23)이 분산되어 설치되어 있다. 도면 중 도면부호 24는, 웨이퍼(W)의 열판(21) 상에서의 가로 방향의 위치를 규제하기 위해서 열판(21)의 둘레 방향으로 복수 설치되는 규제 핀이다. 웨이퍼(W)가 정상적으로 열판(21)에 적재되는 경우에는, 규제 핀(24)에 둘러싸인 영역에서 지지 핀(23) 상에 수평하게 지지되어, 열판(21)로부터 약간 떠있는 상태에서 가열된다. 도 2는, 그렇게 열판(21)에 정상적으로 적재되어 가열되는 웨이퍼(W)를 나타내고 있다. 후술하는 바와 같이, 도포, 현상 장치(1)에서는, 이 열판(21)에 대한 웨이퍼(W)의 적재 이상의 유무가 판정된다. 도면 중 도면부호 25는, 승강 기구(26)에 의해 승강하는 승강 핀이며, 열판(21)의 표면에서 돌몰함으로써, 후술하는 냉각판(36)과 열판(21)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달한다.
열판(21)의 중심부에는 배기구(흡인구)(31)가 개구되고, 열판(21)의 주연부에는 배기구(흡인구)(32)가, 열판(21)의 둘레 방향을 따라 복수 개구되어 있다. 이들 배기구(31, 32)는, 웨이퍼(W)가 열판(21)에 적재될 때 웨이퍼(W)의 중심부, 주연부를 각각 흡인하여, 위치 어긋남을 방지한다. 배기구(31, 32)는, 배기관(33, 34)의 일단이 각각 접속되고, 배기관(33, 34)의 타단은, 각각 밸브(V1, V2)를 통해서 예를 들어 배기용 펌프(35)에 접속되어 있다. 따라서, 밸브(V1, V2)의 개방도를 각각 개별로 조정함으로써, 배기구(31), 배기구(32)로부터의 배기 유량을 각각 개별로 제어할 수 있다. 도 3에서는, 도면의 이해를 용이하게 하기 위해서, 배기구(31, 32)에는 다수의 도트를 찍어서 나타내고 있다.
도면 중 도면부호 27은, 승강 기구(28)에 의해 승강 가능한 셔터이며, 열판(21)을 둘러싸는 기립된 원통형으로 구성되어 있다. 도 2 중 도면부호 29는 원형의 천장판이며, 열판(21)의 상방에 설치된다. 천장판(29)의 하면 중앙부에는, 배기구(20)가 개구되어 있다. 웨이퍼(W)가 열판(21)에 적재되어서 가열 처리될 때는, 도 2에 도시한 바와 같이 셔터(27)의 상단과, 천장판(29)의 주연부와의 사이에 약간의 간극이 형성된 상태에서, 배기구(20)에 의해 배기가 행하여진다. 도 2 중의 점선의 화살표는, 이 배기에 의해 열판(21)의 외측으로부터 열판(21) 상에 흐르는 대기의 기류를 나타내고, 이 기류에 노출되면서 웨이퍼(W)는 가열된다. 후술하는 냉각판(36)이 웨이퍼(W)를 열판(21)에 대하여 전달할 때는, 냉각판(36)의 이동을 방해하지 않도록, 셔터(27)는 도 2에 도시하는 위치로부터 하강한다.
냉각판(36)은 냉매의 유로를 구비하여, 적재된 웨이퍼(W)를 냉각하고, 구동 기구(37)에 의해, 도 2, 도 3에서 나타내는 대기 위치와 열판(21)의 상방과의 사이에서 진퇴한다. 대기 위치에 위치하는 냉각판(36)에 대하여 반송 기구(16)가 승강함으로써, 웨이퍼(W)의 전달이 행하여진다.
계속해서, 도 4의 개략적인 종단 측면도를 참조하면서 분포 취득부인 선 폭 측정 모듈(14)에 대해서 설명한다. 이 선 폭 측정 모듈(14)은, 스캐터로메트리에 의해 레지스트 패턴의 CD의 측정을 행하기 위한 모듈이다. 도면 중 도면부호 41은, 적재대이며, 웨이퍼(W)를 수평하게 적재한다. 도면 중 도면부호 42는 광조사부이며, 도면부호 43은 수광부이다. 광조사부(42)는, 웨이퍼(W)에 대하여 비스듬히 상방으로부터 광을 조사하고, 수광부(43)는, 웨이퍼(W)에서 반사한 광을 수광하고, 이 수광한 광에 따른 검출 신호를 제어부(5)에 송신한다. 제어부(5)는, 이 검출 신호에 기초하여, 웨이퍼(W)에 있어서 광조사부(42)에 의해 광 조사된 개소의 레지스트 패턴의 CD를 측정한다.
적재대(41)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 전후 좌우로 수평 이동할 수 있다. 그에 의해, 도 5에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 면내에 다수, 분산되도록 설정된 측정 개소(44)에 광조사부(42)로부터 광을 조사하여, 당해 측정 개소(44)의 CD가 측정된다. 도 5에서는 쇄선의 화살표 끝에 측정 개소(44)를 확대해서 나타내고 있다. 도면 중 도면부호 45, 46은 각각 패턴의 볼록부, 오목부이다. 또한, 도 5는, 측정 개소(44)가 웨이퍼(W)의 면내에 넓게 분산되어 배치되는 것을 나타내기 위한 것이고, 이 도 5에 나타낸 바와 같이 측정 개소(44)를 설정할 필요는 없고, 후술하는 웨이퍼(W)의 열판(21)에 대한 적재 이상을 판정할 수 있도록, 웨이퍼(W)의 면내에서의 CD의 분포를 취득할 수 있으면 된다.
계속해서, 도포, 현상 장치(1)에 설치되는 판정부를 구성하는 제어부(5)에 대해서 설명한다. 제어부(5)는, 예를 들어 컴퓨터로 이루어지고, 도시하지 않은 프로그램 저장부를 갖고 있다. 이 프로그램 저장부에는, 각 모듈의 동작, 상기 반송 기구(16)에 의한 웨이퍼(W)의 반송, 상기 선 폭 측정 모듈(14)로부터의 검출 신호에 기초한 CD의 크기의 측정, 측정된 CD에 기초한 웨이퍼(W)의 면내에서의 CD의 분포의 취득, 후술하는 각종 판정 등, 상술한 각종 동작 및 후술하는 각종 동작을 행할 수 있게 명령(스텝 군)이 짜여진 프로그램이 저장되어 있다. 그리고, 당해 프로그램에 의해 제어부(5)로부터 도포, 현상 장치(1)의 각 부에 제어 신호가 출력됨으로써, 당해 도포, 현상 장치(1)의 각 부의 동작이 제어된다. 이 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크 또는 메모리 카드 등의 기억 매체에 수납된 상태에서 프로그램 저장부에 저장된다.
한편, 제어부(5)에 의해 취득되는 웨이퍼(W)의 면내에서의 CD의 분포에 대해서 상세하게 설명한다. 상술한 바와 같이, 제어부(5)는, 선 폭 측정 모듈(14)에 의해 측정 개소(44)의 CD를 취득할 수 있다. 제어부(5)는, 이 취득된 CD로부터 소정의 알고리즘에 따라, 측정 개소(44) 이외의 개소의 CD를 추정하여, 웨이퍼(W)의 면내 전체의 각처에서의 CD의 분포를 취득한다. 웨이퍼(W)가 이미 설명한 가열 모듈(2A, 2B)의 열판(21)에 정상적으로 적재되어 가열된 경우에는, 각처의 CD는 일치 내지는 대략 일치한다. 제어부(5)는, 이 CD의 분포에 기초하여, 웨이퍼(W)의 열판(21)에 대한 적재 이상의 유무 판정을 행한다.
또한, 제어부(5)에는 알람 출력기가 설치되어 있다. 웨이퍼(W)의 열판(21)에 대한 적재 이상이 있다고 판정된 경우에는, 그 취지와, 당해 웨이퍼(W)가 가열 모듈(2A, 2B) 중 어느 가열 모듈에 의해 열처리되었는지의 정보가 알람으로서 출력되어, 장치의 유저에게 통지된다. 또한, 후술하는 바와 같이 적재 이상이 있다고 판정된 경우, 제어부(5)에 의해 이상의 종별(적재 이상종)이 판정(추정)된다. 그 적재 이상종의 판정 결과에 대해서도 알람으로서 출력되어, 유저에게 통지된다. 구체적으로, 알람 출력기는, 예를 들어 모니터 화면이나 스피커 등에 의해 구성되어 있고, 알람은 소정의 화면 표시나 소리이다.
계속해서, 각 적재 이상종과, 그렇게 적재 이상이 발생했을 때 웨이퍼(W)로부터 취득되는 면내의 CD 분포에 대해서 설명한다.
(적재 이상종 1)
웨이퍼(W)의 이면 중심부에 이물(H)이 부착된 상태에서, 당해 웨이퍼(W)가 열판(21)에 반송되고, 도 6에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 중심부가 이 이물(H)에 올라앉도록 당해 웨이퍼(W)가 적재된다. 그에 의해 열판(21)에 적재된 웨이퍼(W)의 중심부측은 주연부측에 비해 열판(21)로부터의 거리가 커져서, 웨이퍼(W)의 중심부측의 온도는, 주연부측의 온도보다도 낮아진다.
도 7은, 이렇게 가열된 현상 후의 웨이퍼(W)로부터 취득된 CD 분포를 나타내고 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 이 도 7은, 취득된 각 부의 CD의 크기에 따른 컬러를 붙여서 작성한 웨이퍼(W)의 컴퓨터 그래픽스를, 지면의 사정으로 간략화함과 함께 모노크롬으로 나타낸 것이다. 상기한 바와 같이 웨이퍼(W)의 면내 각 부에서 열판(21)으로부터의 거리가 서로 다른 상태에서 웨이퍼(W)가 가열됨으로써, CD가 동일 내지는 대략 동일한 영역이, 웨이퍼(W)의 중심을 중심으로 하는 링 형상으로 나타나 있다. 그리고, CD가 하나의 크기의 영역과, CD가 다른 크기의 영역이 동심원 형상으로 나타나 있다. 이하, 이러한 CD 분포인 것을 CD 분포의 동심원성이 있다고 기재한다. 또한, 웨이퍼(W)의 중심부에서는 CD가 비교적 크고(굵고), 주연부를 향함에 따라서 작게(가늘게) 되어 있다.
그런데, 가열 모듈(2A) 또는 가열 모듈(2B) 중 하나의 가열 모듈에 반송된 웨이퍼(A1이라 함)에 적재 상태의 이상이 발생하고, 웨이퍼 A1의 후속 웨이퍼(A2라 함)를, 가열 모듈(2A, 2B) 중, 그와 같이 웨이퍼 A1의 적재 상태의 이상이 발생한 하나의 가열 모듈에 반송하는 것으로 한다. 그때, 웨이퍼 A2에 웨이퍼 A1과 동일하게 적재 상태의 이상이 발생하여, 웨이퍼 A1, A2의 CD 분포가 마찬가지로 되는 것을 연속 재현성이 있는 것으로 한다. 웨이퍼의 이면에의 이물(H)의 부착은 우발적으로 발생하기 때문에, 이 적재 이상종 1에 대해서 연속 재현성은 없다.
또한, 가령 웨이퍼 A1이, 적재 상태의 이상이 발생한 하나의 가열 모듈 이외의 다른 가열 모듈에 반송된 것으로 한다. 즉, 이상이 발생한 하나의 가열 모듈을 제외하고, 다른 가열 모듈에 웨이퍼 A1이 반송된 것으로 한다. 그때, 다른 가열 모듈에 있어서, 웨이퍼 A1에 하나의 가열 모듈에서 발생한 적재 상태의 이상과 마찬가지의 이상이 발생하여, 마찬가지의 CD 분포가 되는 것을 제외 반송 재현성이 있는 것으로 한다. 적재 이상종 1에서는, 웨이퍼 A1에 이물이 부착되어 있음으로써, 하나의 가열 모듈 및 다른 가열 모듈에서, 각각 마찬가지로 적재 상태가 이상으로 되기 때문에, 제외 반송 재현성이 있다. 또한, 도 7 및 후술하는 각 도면에서는, 동심원성, 연속 재현성, 제외 반송 재현성에 관한 각각의 유무는 ○×로 나타내고 있다.
(적재 이상종 2)
열판(21)의 중심부에 이물(H)이 부착된 상태에서, 웨이퍼(W)가 당해 열판(21)에 반송되면, 도 8에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 중심부가 이 이물(H)에 올라앉는다. 그에 의해 적재 이상종 1과 마찬가지로, 열판(21)에 적재된 웨이퍼(W)의 중심부측은 주연부측에 비해 열판(21)으로부터의 거리가 커져서, 웨이퍼(W)의 중심부측의 온도는, 주연부측의 온도보다도 낮아진다. 도 9는, 이렇게 가열된 후에 현상된 웨이퍼(W)로부터 취득되는 CD 분포에 대해서, 도 7과 마찬가지로 나타낸 것이다. 상기와 같이 가열됨으로써 취득되는 CD 분포는, 적재 이상종 1이 발생했을 때 취득되는 CD 분포와 마찬가지가 된다. 즉, 동심원성이 있고, 또한 웨이퍼(W)의 중심부에서는 CD가 비교적 크고, 주연부를 향함에 따라서 CD가 작아지는 CD 분포가 된다.
이 적재 이상종 2에서는, 웨이퍼 A1이 적재 이상으로 된 후에도 이물(H)이 열판(21) 상에 남아, 나중에 이 열판(21)에 반송된 웨이퍼 A2도 웨이퍼 A1과 마찬가지로 올라앉아서 적재 이상이 되므로, 연속 재현성이 있다. 그리고, 적재 이상종 1과 달리 이물(H)은 웨이퍼 A1과 함께 이동하지 않기 때문에, 웨이퍼 A1은 가열 모듈(2A, 2B) 중 하나의 가열 모듈에서 적재 이상으로 되어도 다른 가열 모듈에서는 적재 이상이 되지 않는다. 따라서, 이 적재 이상종 2에서는 제외 반송 재현성은 없다.
(적재 이상종 3)
이 적재 이상종 3은, 적재 이상종 1과 대략 마찬가지의 이상이지만, 이물(H)이 웨이퍼(W)의 이면 중심부 대신에 이면 주연부에 부착되어 있다. 그렇게 이물(H)이 부착되어 있음으로써, 도 10에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 일단부는, 이 이물(H)에 올라앉도록 열판(21)에 적재된다. 그에 의해, 웨이퍼(W)의 일단부측은 타단부측에 비해 열판(21)으로부터의 거리가 커져서, 웨이퍼(W)의 일단부측의 온도는 타단부측의 온도보다도 낮아진다. 도 11은, 이렇게 가열된 후에 현상된 웨이퍼(W)로부터 취득되는 CD 분포를 나타내고 있다. 상기와 같이 가열됨으로써, 웨이퍼(W)의 일단부측의 CD가 타단부측의 CD에 비해 크게 되어 있어, 동심원성은 없다. 적재 이상종 1에서 설명한 이유와 마찬가지의 이유로, 이 적재 이상종 3에는 연속 재현성은 없고, 제외 반송 재현성이 있다.
(적재 이상종 4)
이 적재 이상종 4는, 적재 이상종 2와 대략 마찬가지의 이상이지만, 이물(H)이 열판(21)의 중심부 대신 주연부에 부착되어 있다. 그렇게 이물(H)이 부착되어 있음으로써, 도 12에 도시하는 바와 같이 열판(21)에 적재된 웨이퍼(W)의 일단부가 이 이물(H)에 올라앉아, 적재 이상종 3의 이상이 발생한 경우와 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 일단부측은 타단부측에 비해 열판(21)으로부터의 거리가 커진다. 그에 의해, 웨이퍼(W)의 일단부측의 온도는 타단부측의 온도보다도 낮아진다. 도 13은, 이렇게 가열된 후에 현상된 웨이퍼(W)로부터 취득되는 CD 분포를 나타내고 있다. 상기와 같이 가열됨으로써, 웨이퍼(W)의 일단부측의 CD가 타단부측의 CD에 비해서 크게 되어 있어, CD 분포의 동심원성은 없다. 또한, 적재 이상종 2에서 설명한 이유와 마찬가지의 이유로, 이 적재 이상종 4에는 연속 재현성이 있고, 제외 반송 재현성은 없다.
(적재 이상종 5)
이 적재 이상종 5는, 웨이퍼(W)가 열판(21)에 전달됨에 있어서, 웨이퍼(W)의 일단부가 규제 핀(24)에 올라앉도록 웨이퍼(W)가 열판(21)에 적재되는 이상이다. 도 14에 도시하는 바와 같이 규제 핀(24)에의 올라앉음에 의해, 웨이퍼(W)의 일단부측은 타단부측에 비해 열판(21)으로부터의 거리가 커져서, 웨이퍼(W)의 일단부측의 온도는 타단부측의 온도보다도 낮아진다. 도 15는, 이렇게 가열된 후, 현상된 웨이퍼(W)로부터 취득되는 CD 분포를 나타내고 있다. 상기와 같이 가열됨으로써, 웨이퍼(W)의 일단부측의 CD는 타단부측의 CD에 비해서 크게 되어 있어, CD 분포의 동심원성은 없다.
이 적재 이상종 5가 발생하는 원인을 설명한다. 가열 모듈(2A, 2B)의 냉각판(36)에 대하여 반송 기구(16)가 웨이퍼(W)를 전달하기 위해서 승강하는 위치는, 모듈(2A, 2B)에 대해서 개별로 설정되어 있다. 그리고, 이 승강하는 위치의 설정에 이상이 있으면, 냉각판(36)의 이상이 있는 위치에 웨이퍼(W)가 전달되어, 냉각판(36)이 열판(21) 상에 이동했을 때도 웨이퍼(W)는 이상이 있는 위치에 있다. 따라서, 승강 핀(25)에 의해, 냉각판(36)으로부터 열판(21)에 전달될 때, 상기와 같이 규제 핀(24)에 올라앉게 된다. 설정이 이상으로 되어 있는 가열 모듈(2A, 2B) 중 하나의 가열 모듈의 냉각판(36)에 대해서는, 반복해서 이상이 있는 위치에 웨이퍼(W)가 전달되므로, 이 적재 이상종 5에 대해서는 연속 재현성이 있다. 또한, 상기와 같이 반송 기구(16)의 승강 위치는 모듈마다 설정되어 있기 때문에, 다른 가열 모듈의 냉각판(36)에는, 정상적인 위치에 웨이퍼(W)를 전달할 수 있으므로, 이 적재 이상종 5에 대해서는 제외 반송 재현성이 없다.
(적재 이상종 6)
이 적재 이상종 6은, 중심부가 낮고 주연부가 높아지도록, 즉 단면에서 볼 때 오목 형상이 되도록 웨이퍼(W)가 휜 상태에서 열판(21)에 반송됨으로써 발생한다. 이 경우, 도 16에 도시하는 바와 같이 열판(21)에 적재된 웨이퍼(W)의 주연부측은, 중심부측에 비해 당해 열판(21)로부터의 거리가 커져서, 웨이퍼(W)의 주연부측의 온도는 중심부측의 온도보다도 낮아진다. 이렇게 가열된 후, 현상된 웨이퍼(W)로부터 취득되는 CD 분포는, 도 17에 도시하는 바와 같이 동심원성을 갖는다. 단, 적재 이상종 1, 2의 이상이 발생했을 때 취득되는 CD 분포와는 달리, 중심부측으로부터 주연부측을 향함에 따라서 CD가 커진다.
동일한 로트의 웨이퍼(W)는, 가열 모듈(2A, 2B)에 반송될 때까지 레지스트 도포 모듈(12)이나, 도 1에서는 기재를 생략하고 있는 각종 모듈(후술함)에 있어서, 마찬가지의 처리 조건에서 처리를 받고 있다. 따라서, 상기와 같이 웨이퍼(W)가 휘어 있으면, 동일한 로트 내의 다른 웨이퍼(W)도 마찬가지로 휘어 있다. 따라서, 이 적재 이상종 6은 연속 재현성을 갖는다. 또한, 이 적재 이상종 6은 웨이퍼(W)의 형상에 기인해서 발생하기 때문에, 제외 반송 재현성이 있다.
(적재 이상종 7)
이 적재 이상종 7은, 주연부가 낮고 중심부가 높아지도록 웨이퍼(W)가 휜 상태에서 열판(21) 상에 반송됨으로써 발생한다. 이 경우, 도 18에 도시하는 바와 같이 열판(21)에 적재된 웨이퍼(W)의 중심부측은, 주연부측에 비해 당해 열판(21)으로부터의 거리가 커져서, 웨이퍼(W)의 중심부측의 온도는 주연부측의 온도보다도 낮아진다. 이렇게 가열된 후에 현상된 웨이퍼(W)로부터 취득되는 CD 분포는, 도 19에 도시하는 바와 같이 동심원성을 갖고, 적재 이상종 1, 2의 이상이 발생했을 때의 웨이퍼(W)로부터 취득되는 CD 분포와 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 주연부측으로부터 중심부측을 향함에 따라서 CD가 커진다. 그리고, 적재 이상종 6에서 설명한 이유와 마찬가지의 이유로, 이 적재 이상종 7에 대해서는, 연속 재현성 및 제외 반송 재현성이 있다.
상기와 같이 CD 분포의 동심원성의 유무, 연속 재현성의 유무, 제외 반송 재현성의 유무는, 적재 이상종에 따른 것이 된다. 그 성질을 이용하여, 제어부(5)는, 웨이퍼(W)의 열판(21)에 대한 적재 이상이 있다고 판정함과 함께, 그 적재 이상이 적재 이상종 1 내지 7 중 어느 적재 이상종에 의해 발생했는지를 결정한다.
계속해서 웨이퍼(W)의 적재 이상의 유무 및 발생한 적재 이상종의 결정을 행하는 수순에 대해서, 도 20의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 이 플로우의 설명에서는, 레지스트 패턴이 형성되고, CD 분포가 취득되는 각 웨이퍼(W)는, 서로 동일한 로트에 속해 있는 것으로 한다.
우선, 도 1에서 설명한 바와 같이 각종 모듈에서 처리되어, 레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼(W)(편의상, 이후는 웨이퍼(W1)라 함)가 선 폭 측정 모듈(14)에 반송된다. 그리고, 도 4에서 설명한 바와 같이 당해 웨이퍼(W1)의 면내 복수 개소의 CD가 측정되고, 웨이퍼(W1)의 면내의 CD 분포가 취득된다(스텝 S1).
취득된 면내 전체의 CD 분포와, 미리 준비된 기준 데이터가 비교된다. 이 기준 데이터는, 웨이퍼(W1)의 면내 각 부에서의 CD의 크기가 설정된 데이터이며, 예를 들어 미리 제어부(5)를 구성하는 메모리에 기억되어 있다. 상기의 비교는, 구체적으로는 예를 들어, 웨이퍼(W1)의 면내의 상기 측정 개소(44)로부터 취득된 CD 및 당해 측정 개소의 CD로부터 추정된 측정 개소(44) 이외의 개소의 CD가, 기준 데이터의 CD의 크기에 일치하는지 여부의 판정이다(스텝 S2). 이 스텝 S2에서, 기준 데이터의 CD의 크기에 일치한다고 판정된 경우에는, 당해 웨이퍼(W1)는, CD 분포가 정상적인 웨이퍼(W)로서 식별되어, 캐리어(C)에 되돌려진다.
상기 스텝 S2에서, 기준 데이터의 CD의 크기와는 일치하지 않는다고 판정된 경우, 웨이퍼(W1)에 대해서는 열판(21)에 있어서의 적재 상태의 이상이 있었던 것이라고 결정되고, 그 취지를 나타내는 알람이 출력된다. 웨이퍼(W1)가 캐리어(C)에 되돌려지는 한편, 이 웨이퍼(W1)의 CD 분포에는 동심원성이 있는지 여부가 판정된다(스텝 S3).
계속해서, 선 폭 측정 모듈(14)에는 웨이퍼(W2)가 반송된다. 이 웨이퍼(W2)는, 가열 모듈(2A, 2B) 중 웨이퍼(W1) 다음에 당해 웨이퍼(W1)를 가열 처리한 모듈에서 가열 처리를 받은 웨이퍼(W)이다. 웨이퍼(W1)와 마찬가지로 웨이퍼(W2)에 대해서 CD가 측정되어, 웨이퍼(W2)의 면내의 CD 분포가 취득되고(스텝 S4), 이 CD 분포가 웨이퍼(W1)의 CD 분포와 마찬가지의 CD 분포인지 여부가 판정된다. 즉, 상기 연속 재현성의 유무에 대해서 판정된다(스텝 S5). CD 분포의 취득 후, 웨이퍼(W2)는 캐리어(C)에 되돌려진다.
상기 스텝 S5에서 연속 재현성이 없다고 판정된 경우에 있어서, 상기 스텝 S3에서 웨이퍼(W1)에 동심원성이 있다고 판정되었으면, 도 6 내지 도 19에서 설명한 적재 이상종 1 내지 7 중, 동심원성이 있고 또한 연속 재현성이 없는 것은, 도 6, 도 7에서 설명한 적재 이상종 1만 해당하기 때문에, 당해 적재 이상종 1의 이상이 발생했다고 결정된다. 또한, 상기 스텝 S5에서 연속 재현성이 없다고 판정된 경우에 있어서, 스텝 S3에서 웨이퍼(W1)에 동심원성이 없다고 판정되었으면, 적재 이상종 1 내지 7 중 동심원성이 없고, 또한 연속 재현성이 없는 것은, 도 10, 도 11에서 설명한 적재 이상종 3만 해당하기 때문에, 당해 적재 이상종 3의 이상이 발생했다고 결정된다. 이렇게 발생한 적재 이상종이 결정되면, 결정된 적재 이상종에 따른 알람이 출력된다(스텝 S6).
스텝 S5에서 연속 재현성이 있다고 판정된 경우, 선 폭 측정 모듈(14)에는 웨이퍼(W3)가 반송된다. 이 웨이퍼(W3)는, 가열 모듈(2A, 2B) 중 웨이퍼(W1, W2)가 반송되어 있지 않은 모듈에서 가열 처리된 웨이퍼이다. 그리고, 이 웨이퍼(W3)에 대해서 웨이퍼(W1, W2)와 마찬가지로 선 폭의 측정이 행하여져, 웨이퍼(W3)의 면내의 CD 분포가 취득된다(스텝 S7). 이 CD 분포가 웨이퍼(W1)의 CD 분포와 마찬가지의 CD 분포인지 여부가 판정된다(스텝 S8). CD 분포 취득 후, 웨이퍼(W3)는 캐리어(C)에 되돌려진다.
한편, 제외 반송 재현성이란, 하나의 가열 모듈에서 처리된 웨이퍼(W)로부터 취득되는 CD 분포가, 다른 가열 모듈에서 처리되었다고 했을 경우에 취득되는 CD 분포와 마찬가지가 되는지 여부라고 설명하였다. 즉, 하나의 가열 모듈, 다른 가열 모듈에는 동일한 웨이퍼(W1)가 반송되는 것으로 하여 설명하였다. 그러나, 여기에서는 웨이퍼(W1, W3)는 동일한 로트에 포함되어 있음으로써, 휨이 있는 경우에는 마찬가지로 휘어, 서로 동일한 형상으로 되어 있다. 따라서, 이 스텝 S8은, W1=W3이라고 간주하고, 웨이퍼(W1, W3)로부터 얻어지는 CD 분포로부터 제외 반송성의 유무를 판정하고 있다.
스텝 S8에서 웨이퍼(W1, W3)의 CD 분포가 마찬가지로, 즉 제외 반송 재현성이 있다고 판정된 경우, 도 6 내지 도 19에서 설명한 적재 이상종 1 내지 7 중, 연속 재현성 및 제외 반송 재현성의 양쪽이 있는 적재 이상종 6이나 7이 발생하게 된다(도 16 내지 도 19 참조). 계속해서, 웨이퍼(W1, W2, W3) 중 어느 하나의 CD 분포에 있어서, 웨이퍼(W)의 중심부의 CD보다 주연부의 CD가 큰지 작은지가 판정된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 중심부의 CD보다 주연부의 CD가 크다고 판정된 경우, 발생한 적재 이상종은 6으로서 결정된다. 웨이퍼(W)의 중심부의 CD보다 주연부의 CD가 작다고 판정된 경우에는, 발생한 이상의 적재 이상종은 7로서 결정된다. 그렇게 발생한 적재 이상종이 결정되면, 결정된 적재 이상종에 따른 알람이 출력된다(스텝 S9).
스텝 S8에서 제외 반송 재현성이 없다고 판정된 경우, 연속 재현성이 있고 또한 제외 반송 재현성이 없는 적재 이상종은 2, 4 또는 5이기 때문에, 이들 중 어느 하나의 적재 이상종이 발생하게 된다. 이 적재 이상종 2, 4, 5 중, 동심원성이 있는 것은 도 8, 도 9에 나타내는 적재 이상종 2만이기 때문에, 스텝 S3에서 웨이퍼(W1)의 동심원성이 있다고 판정되어 있는 경우에는, 발생한 적재 이상종은 2라고 결정된다. 스텝 S3에서 웨이퍼(W1)의 동심원성이 없다고 판정되어 있는 경우에는, 발생한 적재 이상종은 4 또는 5 중 어느 하나라고 결정된다(도 12 내지 도 15 참조). 그리고, 발생한 적재 이상종이 2 또는 4, 5로 결정된 취지를 나타내는 알람이 출력된다(스텝 S10).
적재 이상종 4 또는 5가 발생한 것을 나타내는 알람이 출력된 경우, 예를 들어 도포, 현상 장치(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 반송이 일단 정지되고, 당해 알람에 의해 이상의 발생을 안 유저에 의해, 웨이퍼(W1, W2)의 적재 이상이 발생한 가열 모듈의 열판(21)의 클리닝이 행하여진다. 열판(21)에 이물(H)이 부착되어 있는 경우에는, 이 클리닝에 의해 제거된다. 그 후, 웨이퍼(W)의 반송이 재개되어, 클리닝 후의 열판(21)에서 가열 후, 현상된 웨이퍼(W4)가 선 폭 측정 모듈(14)에 반송되고, 당해 웨이퍼(W4)의 CD 분포가 취득된다. CD 분포가 취득된 웨이퍼(W4)는, 캐리어(C)에 되돌려진다. 스텝 S2와 마찬가지로, 이 웨이퍼(W4)로부터 취득된 CD 분포에 기초하여, 당해 웨이퍼(W4)의 적재 이상의 유무가 판정된다.
그리고, 적재 이상이 있다고 판정된 경우에는, 열판(21) 상의 이물(H) 이외의 요인으로 적재 이상으로 되어 있기 때문에, 발생한 적재 이상종은 5라고 결정되고, 그 취지를 나타내는 알람이 출력된다. 적재 이상이 없다고 판정된 경우에는, 웨이퍼(W1)의 적재 이상은 이물(H)에 의해 일어난 것이기 때문에, 웨이퍼(W1, W2)의 이상은 적재 이상종(4)에 의한 것이었다고 판정된다.
(적재 이상종 2 결정 후의 대처)
적재 이상종 2가 발생한 것을 나타내는 알람이 출력된 경우, 적재 이상종 4 또는 5가 발생한 것을 나타내는 알람이 출력된 경우와 마찬가지로, 예를 들어 도포, 현상 장치(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 반송이 일단 정지되고, 당해 알람에 의해 이상을 안 유저에 의해, 웨이퍼(W1, W2)의 적재 이상이 발생한 가열 모듈의 열판(21)의 클리닝이 행하여진다. 그에 의해, 열판(21)의 이물(H)이 제거된다. 클리닝 후, 웨이퍼(W)의 반송이 재개되고, 이물(H)이 제거되어 있음으로써, 후속의 웨이퍼(W)에 적재 이상이 발생하는 것이 방지된다.
(적재 이상종 5 결정 후의 대처)
적재 이상종 5가 발생한 것을 나타내는 알람이 출력된 경우, 도포, 현상 장치(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 반송이 일단 정지되고, 당해 알람에 의해 이상의 발생을 안 유저에 의해 웨이퍼(W1, W2, W4)를 처리한 가열 모듈의 냉각판(36)에 대하여 반송 기구(16)가 승강하는 위치의 조정이 행하여진다. 그에 의해, 후속의 웨이퍼(W)가 당해 냉각판(36)이 정상적인 위치에 적재되어, 열판(21)의 적재 이상이 발생하지 않게 된다. 상기 승강하는 위치의 조정 후, 웨이퍼(W)의 반송이 재개된다.
(적재 이상종 6 결정 후의 대처)
적재 이상종 6이 발생했다고 결정된 경우, 제어부(5)의 메모리에 기억되는 웨이퍼(W)가 각 가열 모듈(2A, 2B)의 열판(21)에 적재될 때의 밸브(V1, V2)의 개방도를 규정하는 데이터가 갱신된다. 보다 상세하게는, 밸브(V1)의 개방도가 소정량 작고, 밸브(V2)의 개방도가 소정량 커지도록 변경된다. 그에 의해, 배기구(31)로부터의 배기 유량이 소정량 저하되고, 웨이퍼(W)의 중심부의 열판(21)을 향하는 흡인력이 저하됨과 함께, 배기구(32)로부터의 배기 유량이 소정량 증가하여, 웨이퍼(W)의 주연부의 열판(21)을 향하는 흡인력이 증가한다. 즉, 배기구(31)로부터의 배기 유량에 대해서, 배기구(32)로부터의 배기 유량에 대한 비가 변경된다. 그에 의해, 상기 플로우의 스텝 S9의 실행 후에 가열 모듈(2A, 2B)에 반송된 후속의 웨이퍼(W)(W5라 함)는, 도 21에 도시한 바와 같이, 휨이 해소되고, 수평인 상태로 되어서 가열되므로, 적재 이상이 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배기구(31)로부터의 배기는 정지해도 된다.
(적재 이상종 7 결정 후의 대처)
적재 이상종 7이 발생했다고 결정된 경우, 상기 밸브(V1, V2)의 개방도를 규정하는 데이터가 갱신된다. 보다 상세하게는, 밸브(V2)의 개방도가 소정량 작고, 밸브(V1)의 개방도가 소정량 커지도록 변경된다. 그에 의해, 배기구(31)로부터의 배기 유량이 소정량 증가하고, 웨이퍼(W)의 중심부의 열판(21)을 향하는 흡인력이 증가함과 함께, 배기구(32)로부터의 배기 유량이 소정량 저하되고, 웨이퍼(W)의 주연부의 열판(21)을 향하는 흡인력이 저하된다. 그에 의해, 상기 플로우의 스텝 S9의 실행 후에 가열 모듈(2A, 2B)에 반송된 후속의 웨이퍼(W5)는, 도 22에 도시한 바와 같이, 휨이 해소되고, 수평인 상태로 되어서 가열되므로, 적재 이상의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 배기구(32)로부터의 배기는 정지해도 된다.
그런데, 상기의 적재 이상종을 결정하기 위해서 CD 분포가 측정된 웨이퍼(W1 내지 W4)에 대해서는, 레지스트 패턴의 CD에 결함이 발생한 상태에서 캐리어(C)에 저장되어 있는 것이 있다. 도포, 현상 장치(1)는, 그러한 결함이 있는 레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼(W)에 대해서, 레지스트막의 제거를 행하여, 레지스트 패턴을 재형성한다. 이하, 결정된 적재 이상종마다, 이 레지스트 패턴의 재형성이 행하여지는 수순에 대해서 설명한다.
(적재 이상종 1 또는 3으로 결정된 경우의 레지스트 패턴 재형성)
상기 플로우에서 설명한 바와 같이, 이렇게 결정된 경우, 웨이퍼(W1)가 레지스트 패턴의 CD에 결함이 있는 상태에서 캐리어(C)에 되돌려지고 있다. 그리고, 이 웨이퍼(W1)의 이면에는 이물(H)이 부착되어 있기 때문에, 웨이퍼(W1)는, 캐리어(C)로부터 이면 세정 모듈(15)에 반송되어, 이물(H)이 제거된다. 그러한 후, 웨이퍼(W1)는 레지스트 도포 모듈(12)에 반송되어, 그 표면에 시너가 공급되어서 레지스트막이 제거된다. 그 후 레지스트가 도포되어, 당해 웨이퍼(W1)에 레지스트막이 재형성된다.
그 후, 웨이퍼(W1)는 도 1에서 실선의 화살표로 나타낸 바와 같이, 각 모듈간에 반송되어, 레지스트 패턴의 재형성과 CD 분포의 취득이 행하여지고, 캐리어(C)에 되돌려진다. 이렇게 모듈간의 반송 중, 가열 모듈(2A 또는 2B)에 반송되었을 때는, 이면의 이물(H)이 제거되어 있음으로써, 웨이퍼(W)는 열판(21)에 정상적으로 적재된다.
(적재 이상종 2 또는 4로 결정된 경우의 레지스트 패턴 재형성)
이렇게 결정된 경우, 웨이퍼(W1, W2)가 레지스트 패턴의 CD에 결함이 있는 상태에서 캐리어(C)에 되돌려지고 있다. 상술한 바와 같이 웨이퍼(W1, W2)가 처리된 가열 모듈의 열판(21)의 클리닝이 행하여지고, 도포, 현상 장치(1) 내에서의 웨이퍼(W)의 반송이 재개된 후, 웨이퍼(W1, W2)는, 레지스트 도포 모듈(12)에 반송되어, 시너에 의한 레지스트막의 제거, 레지스트막의 재형성이 순서대로 행하여진다. 그러한 후, 웨이퍼(W1, W2)는, 도 1에서 설명한 바와 같이 각종 모듈에 반송되어, 레지스트 패턴의 재형성과 CD 분포의 취득이 행하여지고, 캐리어(C)에 되돌려진다.
(적재 이상종 5로 결정된 경우의 레지스트 패턴 재형성)
이렇게 결정된 경우에는, 웨이퍼(W1, W2, W4)가 레지스트 패턴의 CD에 결함이 있는 상태에서 캐리어(C)에 되돌려지고 있다. 앞서 서술한 반송 기구(16)의 승강 위치의 조정이 행하여지고, 도포, 현상 장치(1) 내에서의 웨이퍼(W)의 반송이 재개된 후에는, 이들 웨이퍼(W1, W2, W4)가, 적재 이상종 2 또는 4로 결정된 경우의 웨이퍼(W1, W2)와 마찬가지로 각 모듈에 반송되어, 레지스트 패턴의 재형성과 CD 분포의 취득이 행하여진다.
(적재 이상종 6 또는 7로 결정된 경우의 레지스트 패턴 재형성)
이렇게 결정된 경우에는, 웨이퍼(W1, W2, W3)가 레지스트 패턴의 CD에 결함이 있는 상태에서 캐리어(C)에 되돌려지고 있다. 이들 웨이퍼(W1 내지 W3)는, 적재 이상종 2 또는 4로 결정된 경우의 웨이퍼(W1, W2)와 마찬가지로 각 모듈에 반송되어, 레지스트 패턴의 재형성과 CD 분포의 취득이 행하여진다. 그리고, 이렇게 레지스트 패턴이 재형성됨에 있어서, 이들 웨이퍼(W1 내지 W3)가 가열 모듈(2A, 2B)에 반송될 때는, 도 21, 도 22에서 설명한 열판(21)의 배기구(31, 32)의 배기량의 조정이 행하여지고 있기 때문에, 열판(21)에 대한 적재 이상이 일어나지 않도록, 웨이퍼(W1 내지 W3)가 가열 처리된다.
이 도포, 현상 장치(1)에 의하면, 레지스트 패턴이 형성된 웨이퍼(W)에 대해서 선 폭 측정 모듈(14)에서 패턴의 CD의 크기를 광학적으로 측정해서 웨이퍼(W)의 면내의 CD 분포를 취득하고, 이 CD 분포에 기초하여, 노광 후의 가열 처리를 행하는 가열 모듈(2A, 2B)의 열판(21)에 있어서의 웨이퍼(W)의 적재 상태의 이상 유무를 판정하고 있다. 이렇게 패턴의 CD 분포에 기초하여 판정을 행함으로써, 패턴의 CD의 크기의 변동에 영향을 주는 적재 상태의 이상 유무에 대해서, 정확성 높게 검출할 수 있다.
또한 이 도포, 현상 장치(1)에 의하면, 가열 모듈(2A, 2B) 중 하나의 가열 모듈에서 가열된 웨이퍼(W1)로부터 취득되는 패턴의 CD 분포와, 하나의 가열 모듈에서 웨이퍼(W1) 후에 가열된 웨이퍼(W2)로부터 취득되는 패턴의 CD 분포에 기초하여, 적재 이상이 웨이퍼(W)의 이면의 이물(H)에 기인하는지 여부의 판정을 행하고 있다. 또한, 다른 가열 모듈에서 가열된 웨이퍼(W3)로부터 취득되는 패턴의 CD 분포도 사용하여, 적재 이상의 종별을 보다 상세하게 특정하고 있다. 따라서, 도포, 현상 장치(1)의 유저는, 용이하게 적재 이상의 원인을 파악하여, 상기한 열판(21)의 클리닝이나 반송 기구(16)에 의한 웨이퍼(W)의 전달 위치의 조정 등의 특정된 원인에 따른 대처를 행할 수 있다. 그에 의해, 적재 이상의 원인을 파악하기 위해서 도포, 현상 장치(1)의 동작을 정지시키는 시간을 생략하거나, 적게 하거나 할 수 있기 때문에, 도포, 현상 장치(1)의 동작 효율의 저하를 억제할 수 있다.
또한 이상이 발생한 원인이 특정되고, 그것이 웨이퍼(W)의 휨인 경우, 자동으로 열판(21)으로부터의 각 배기구(31, 32)의 배기량이 조정되어, 후속의 웨이퍼(W)에 적재 이상이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 적재 이상의 발생을 억제하기 위해서, 가열 모듈(2A, 2B)의 조정에 소비되는 유저의 수고를 경감시킬 수 있다.
또한, 열판(21)에 있어서의 적재 상태가 이상으로 된 웨이퍼(W)에 대해서는, 레지스트막의 제거 및 재형성이 행하여진다. 그리고, 적재 이상의 원인이 웨이퍼(W)의 이면의 이물(H)에 의한 것으로 특정된 경우에는, 당해 이면의 세정이 행하여져, 다시 적재 이상이 일어나지 않게 되고 나서, 웨이퍼(W)가 가열 모듈(2A, 2B)에 반송된다. 따라서, 웨이퍼(W)로부터 제조되는 반도체 제품의 수율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 이 웨이퍼(W)의 이면의 세정은, 웨이퍼(W)가 가열 모듈(2A, 2B)에 반송될 때까지 행하여지면 되기 때문에, 상기 타이밍에 행하는 것에 한정되지 않는다. 따라서, 예를 들어 노광 장치(11)에서 노광 후의 웨이퍼(W)를 이면 세정 모듈(15)에 반송해도 된다. 단, 이물(H)이 이면 세정 모듈 이외의 다른 모듈로 옮겨와서, 당해 다른 모듈을 오염시키지 않도록, 또한 다른 모듈에서 처리 이상이 일어나지 않도록 이면 세정은 빨리 행하는 것이 바람직하다. 즉, 이면 세정 모듈에 반송될 때까지 웨이퍼(W)가 경유하는 모듈의 수가 적어지도록 당해 웨이퍼(W)가 반송되는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 모듈에는 노광 장치(11)도 포함된다. 예를 들어 노광 장치(11)에 반송되었을 때 웨이퍼(W)의 이면에 이물(H)이 부착되어 있으면, 처리 이상으로서 디포커스가 일어날 우려가 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)를 노광 장치(11)에 반입하기 전에 이면 세정을 행하는 것이 바람직하다.
그런데, 웨이퍼(W)의 CD의 이상을 판정하기 위해서는, 상기와 같이 웨이퍼(W)의 면내 각 부의 CD를 정의한 기준 데이터를 준비해 두는 것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 취득된 웨이퍼(W)의 면내의 복수 개소의 CD에 대해서, 분산을 산출하고, 산출된 값이 역치 이상이면, CD 분포가 이상, 역치보다 작으면 CD 분포가 정상으로 해도 된다. 또는 직경 방향을 따른 복수 개소의 CD의 차분값이 역치 이하라면 정상, 역치를 초과하는 것이 있으면 이상으로 하도록 해도 된다.
그런데, 웨이퍼(W)의 CD 분포를 광학적으로 취득하기 위한 모듈로서, 상기 선 폭 측정 모듈(14) 대신에 도 23에 나타내는 웨이퍼 촬상 모듈(61)을 설치해도 된다. 도면 중 도면부호 62는 적재대이며, 웨이퍼(W)를 수평하게 적재함과 함께 수평하게 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 도면 중 도면부호 63은 하프 미러이며, 적재대(62)에 적재된 웨이퍼(W)의 진퇴로의 상방에 설치되어 있다. 도면 중 도면부호 64는, 예를 들어 LED(발광 다이오드)에 의해 구성된 조명부이며, 하프 미러(63)의 상방에 설치되고, 당해 하프 미러(63)를 통해서 하방의 웨이퍼(W)의 이동로에 광을 조사한다. 도면 중 도면부호 65는 카메라이며, 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device)로 이루어지는 촬상 소자를 구비하고 있다. 촬상 소자의 출력 신호는 제어부(5)에 송신되고, 이 출력 신호로부터 제어부(5)는 화상 데이터를 취득할 수 있다.
조명부(64)로부터의 조명이 하프 미러(63)를 통과하여, 하프 미러(63)의 하방의 조사 영역에 닿는다. 그리고, 이 조사 영역에서의 물체의 반사광이 하프 미러(63)에서 반사되어, 카메라(65)에 도입된다. 즉, 카메라(65)는 하프 미러(63)의 하방에 위치하는 물체를 촬상할 수 있다. 그리고, 하프 미러(63)의 하방을 웨이퍼(W)가 전진 이동 중에 카메라(65)가 간헐적으로 촬상을 행함으로써 웨이퍼(W)의 상이한 영역이 시간차를 두고 촬상된다. 그에 의해, 웨이퍼(W)의 표면 전체가 촬상되어, 웨이퍼(W)의 표면 전체의 화상 데이터가 취득된다.
취득되는 화상 데이터는, 웨이퍼(W)의 면내 각 부를 서로 다른 그레이 값으로 나타내는 것이다. 즉, 카메라(65)에 의한 촬상으로 제어부(5)는, 웨이퍼(W)의 면내의 휘도 분포를 취득한다. 후술하는 평가 시험에서 나타내는 바와 같이 CD의 크기와 휘도에는 상관성이 있다. 따라서, 이 휘도 분포를 CD 분포라 간주하고, 이미 설명한 각종 판정을 행할 수 있다. 예를 들어 상기 플로우의 스텝 S2에서 적재 상태의 이상 유무를 판정할 때는, 기준 데이터로서 웨이퍼(W)의 면내 각 부의 휘도를 정의한 데이터와, 취득된 면내 각 부의 휘도와의 비교가 행하여진다.
이렇게 카메라(65)를 사용해서 촬상을 행하여, 웨이퍼(W)의 CD 분포를 취득하는 것도, 광학적으로 CD 분포를 취득하는 것에 포함된다. 이렇게 웨이퍼 촬상 모듈(61)을 사용할 수 있다.
도 24 내지 도 26에, 도포, 현상 장치(1)의 상세한 구성의 일례를 나타낸다. 도 24, 도 25, 도 26은, 각각 당해 도포, 현상 장치(1)의 평면도, 사시도, 개략적인 종단 측면도이다. 이 도포, 현상 장치(1)는, 캐리어 블록(D1)과, 처리 블록(D2)과, 인터페이스 블록(D3)을 직선 형상으로 접속해서 구성되어 있다. 인터페이스 블록(D3)에 상기 노광 장치(11)가 접속되어 있다. 이후의 설명에서는 블록 D1 내지 D3의 배열 방향을 전후 방향으로 한다. 캐리어 블록(D1)은, 캐리어(C)를 도포, 현상 장치(1) 내에 대하여 반출입하고, 캐리어(C)의 적재대(71)와, 개폐부(72)와, 개폐부(72)를 통해서 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 이동 탑재 기구(73)를 구비하고 있다.
처리 블록(D2)은, 웨이퍼(W)에 액 처리를 행하는 제1 내지 제6 단위 블록(E1 내지 E6)이 아래에서부터 순서대로 적층되어서 구성되어 있다. 설명의 편의상 웨이퍼(W)에 하층측의 반사 방지막을 형성하는 처리를 「BCT」, 웨이퍼(W)에 레지스트막을 형성하는 처리를 「COT」, 노광 후의 웨이퍼(W)에 레지스트 패턴을 형성하기 위한 처리를 「DEV」라고 각각 표현하는 경우가 있다. 이 예에서는, 도 25에 도시하는 바와 같이 아래에서부터 BCT층, COT층, DEV층이 2층씩 쌓아 올려져 있다. 동일한 단위 블록에 있어서 서로 병행하여 웨이퍼(W)의 반송 및 처리가 행하여진다.
여기에서는 단위 블록 중 대표적으로 DEV층(E5)을, 도 24를 참조하면서 설명한다. 캐리어 블록(D1)으로부터 인터페이스 블록(D3)을 향하는 반송 영역(74)의 좌우의 일방측에는 선반 유닛(U)이 전후 방향으로 복수 배치되고, 타방측에는 상기 현상 모듈(13)이 2개 전후 방향으로 배열해서 설치되어 있다. 선반 유닛(U)은, PEB를 행하는 다수의 가열 모듈(75)을 구비하고 있고, 이 중 2개가 상기 가열 모듈(2A, 2B)에 상당한다. 또한, 선반 유닛(U)은, 현상 후의 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 모듈(76)도 구비하고 있다. 상기 반송 영역(74)에는, 웨이퍼(W)의 반송 기구인 반송 아암(F5)이 설치되어 있다.
단위 블록(E1 내지 E4)에 대해서, 단위 블록(E5, E6)과의 차이점을 설명하면, 단위 블록(E1, E2)은, 현상 모듈(13) 대신에 반사 방지막 형성 모듈을 구비하고 있다. 반사 방지막 형성 모듈에서는, 반사 방지막을 형성하기 위한 약액이 웨이퍼(W)에 공급된다. 단위 블록(E1, E2)의 선반 유닛(U)에는, 반사 방지막의 형성 후의 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 모듈이 설치되어 있다.
단위 블록(E3, E4)은, 현상 모듈(13) 대신에 레지스트 도포 모듈(12)과, 이면 세정 모듈(15)을 구비하고 있다. 또한, 단위 블록(E3, E4)의 선반 유닛(U)에는, 레지스트막의 형성 후에 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 모듈이 설치되어 있다. 이러한 차이를 제외하고, 단위 블록(E1 내지 E6)은 서로 마찬가지로 구성되어 있다. 도 26에서는 각 단위 블록(E1 내지 E6)의 반송 아암에 대해서, F1 내지 F6으로서 나타내고 있다.
처리 블록(D2)에 있어서의 캐리어 블록(D1)측에는, 각 단위 블록(E1 내지 E6)에 걸쳐서 상하로 신장되는 타워(T1)와, 타워(T1)에 대하여 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 승강 가능한 전달 기구인 전달 아암(77)이 설치되어 있다. 타워(T1)는, 서로 적층된 복수의 모듈에 의해 구성되어 있고, 단위 블록(E1 내지 E6)의 각 높이에 설치되는 모듈은, 당해 단위 블록(E1 내지 E6)의 각 반송 아암(F1 내지 F6)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 전달할 수 있다. 이들 모듈로서는, 각 단위 블록의 높이 위치에 설치된 전달 모듈(TRS), 웨이퍼(W)의 온도 조정을 행하는 온도 조절 모듈(CPL), 복수매의 웨이퍼(W)를 일시적으로 보관하는 버퍼 모듈 및 웨이퍼(W)의 표면을 소수화하는 소수화 처리 모듈 등이 포함되어 있다. 설명을 간소화하기 위해서, 상기 소수화 처리 모듈, 온도 조절 모듈, 상기 버퍼 모듈에 관한 도시는 생략하고 있다. 또한, 상기 선 폭 측정 모듈(14)은, 예를 들어 이 타워(T1)에 설치된다.
인터페이스 블록(D3)은, 단위 블록(E1 내지 E6)에 걸쳐서 상하로 신장되는 타워(T2, T3, T4)를 구비하고 있고, 타워(T2)와 타워(T3)에 대하여 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 승강 가능한 전달 기구인 인터페이스 아암(81)과, 타워(T2)와 타워(T4)에 대하여 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 승강 가능한 전달 기구인 인터페이스 아암(82)과, 타워(T2)와 노광 장치(11)의 사이에 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 인터페이스 아암(83)이 설치되어 있다.
타워(T2)는, 전달 모듈(TRS), 노광 처리 전의 복수매 웨이퍼(W)를 저장해서 체류시키는 버퍼 모듈, 노광 처리 후의 복수매의 웨이퍼(W)를 저장하는 버퍼 모듈, 및 웨이퍼(W)의 온도 조정을 행하는 온도 조절 모듈 등이 서로 적층되어 구성되어 있지만, 여기에서는, 버퍼 모듈 및 온도 조절 모듈의 도시는 생략한다. 또한, 타워(T3, T4)에도 모듈이 설치되어 있지만, 여기에서는 설명을 생략한다. 그런데, 도 1에서 설명한 반송 기구(16)는, 상기 반송 아암(F1 내지 F6), 이동 탑재 기구(73), 전달 아암(77) 및 인터페이스 아암(81 내지 83)에 의해 구성되어 있고, 도 3에 반송 기구(16)로서 나타내는 반송 기구는 F5이다.
이 도포, 현상 장치(1) 및 노광 장치(11)로 이루어지는 시스템에 있어서의 웨이퍼(W)의 통상의 반송에 대해서 설명한다. 이 반송은, 도 1에서 실선의 화살표로 나타낸 반송에 상당한다. 웨이퍼(W)는, 캐리어(C)로부터 이동 탑재 기구(73)에 의해, 처리 블록(D2)에 있어서의 타워(T1)의 전달 모듈(TRS0)에 반송된다. 이 전달 모듈(TRS0)로부터 웨이퍼(W)는, 단위 블록(E1, E2)에 할당되어서 반송된다. 예를 들어 웨이퍼(W)를 단위 블록(E1)에 전달하는 경우에는, 타워(T1)의 전달 모듈(TRS) 중, 단위 블록(E1)에 대응하는 전달 모듈(TRS1)(반송 아암(F1)에 의해 웨이퍼(W)의 전달이 가능한 전달 모듈)에 대하여 상기 TRS0으로부터 웨이퍼(W)가 전달된다. 또한 웨이퍼(W)를 단위 블록(E2)에 전달하는 경우에는, 타워(T1)의 전달 모듈(TRS) 중, 단위 블록(E2)에 대응하는 전달 모듈(TRS2)에 대하여 상기 TRS0으로부터 웨이퍼(W)가 전달된다. 이들 웨이퍼(W)의 전달은, 전달 아암(77)에 의해 행하여진다.
이렇게 할당된 웨이퍼(W)는, TRS1(TRS2)→반사 방지막 형성 모듈→가열 모듈→TRS1(TRS2)의 순서대로 반송되고, 계속해서 전달 아암(77)에 의해 단위 블록(E3)에 대응하는 전달 모듈(TRS3)과, 단위 블록(E4)에 대응하는 전달 모듈(TRS4)에 할당된다. 이렇게 TRS3, TRS4에 할당된 웨이퍼(W)는, TRS3(TRS4)→레지스트 도포 모듈(12)→가열 모듈→타워(T2)의 전달 모듈(TRS31(TRS41))의 순서로 반송된다. 그러한 후, 이 웨이퍼(W)는, 인터페이스 아암(81, 83)에 의해, 타워(T3)를 통해서 노광 장치(11)에 반입된다. 노광 후의 웨이퍼(W)는, 인터페이스 아암(82, 83)에 의해 타워(T2, T4)사이에 반송되어, 단위 블록(E5, E6)에 대응하는 타워(T2)의 전달 모듈(TRS51, TRS61)에 각각 반송된다. 그러한 후, 가열 모듈(75)(2A 또는 2B)→현상 모듈(13)→가열 모듈(76)→타워(T1)의 전달 모듈(TRS5(TRS6))에 반송된 후, 전달 아암(77)에 의해 선 폭 측정 모듈(14)에 반송되고, 그러한 후, 이동 탑재 기구(73)를 통해서 캐리어(C)에 되돌려진다.
예를 들어, 상기 적재 이상종 1 또는 3에 의한 적재 이상이 발생했다고 결정되고, 웨이퍼(W)에 이면 세정과 레지스트 패턴의 재형성을 행하는 경우, 웨이퍼(W)는 예를 들어 상기의 통상의 반송과 마찬가지로, 캐리어(C)로부터 전달 모듈(TRS0)에 반송된다. 그리고, 당해 웨이퍼(W)는, TRS0으로부터 전달 아암(77)에 의해 TRS3, TRS4에 할당되고, 단위 블록(E3, E4)에 반입되어서, 각 단위 블록(E3, E4)의 이면 세정 모듈(15)에 반송된다. 이면 세정 후, 웨이퍼(W)는 레지스트 도포 모듈(12)에 반송되어, 용제가 공급되어 레지스트막이 제거된다. 또한, 용제에 의해 레지스트막의 하층 반사 방지막은 용해하지 않는다. 이후, 당해 웨이퍼(W)는, 통상의 반송과 마찬가지의 경로로 각 모듈에 반송된다.
적재 이상종 1, 3 이외의 적재 이상종에 의한 적재 이상이 발생했다고 결정되어, 웨이퍼(W)에 레지스트 패턴의 재형성을 행하는 경우, 이면 세정을 행하는 경우의 반송 경로와 마찬가지의 반송 경로로 웨이퍼(W)는, 캐리어(C)로부터 단위 블록(E3, E4)에 반입된다. 그리고, 이면 세정 모듈(15)에는 반송되지 않고, 레지스트 도포 모듈(12)에 반송되고, 이후는 통상의 반송과 마찬가지의 경로로 각 모듈에 반송된다.
그런데, 단위 블록(E3, E4)의 선반 유닛(U)에 복수 설치되는 가열 모듈은, 각각 가열 모듈(2A, 2B)과 마찬가지로 구성되어 있다. 이 단위 블록(E3, E4)의 가열 모듈은, 웨이퍼(W)에 형성된 레지스트막에 포함되는 용제를 증발시키기 위해서 가열을 행하는 것이며, 이 가열 모듈의 열판(21)에 대하여 적재 이상이 발생한 경우도, 패턴의 CD가 설계값으로부터 변동된다. 즉, 가열 모듈(2A, 2B)의 열판(21)에 있어서의 적재 이상의 유무 판정 및 적재 이상종의 결정을 행하는 대신에, 이 단위 블록(E3, E4)의 가열 모듈의 열판(21)에 있어서의 적재 이상의 유무 판정 및 적재 이상종의 결정을, 상기 CD 분포에 기초하여 행하도록 해도 된다.
(평가 시험)
평가 시험 1
시뮬레이션에 의해, PEB를 행할 때 웨이퍼(W)가 열판 상의 이물(H)에 올라앉았다고 했을 경우에 있어서, 현상 후의 레지스트 패턴의 CD가 설계값으로부터 변동되지 않는 이물(H)의 높이의 역치를 측정하였다. 즉, 이물(H)의 높이가 이 역치보다 크면 CD는 설계값으로부터 변동되고, 이 역치 이하라면 CD는 설계값으로부터 변동되지 않는다. 이 역치는, 재료 온도 감도(단위: nm/℃)가 상이한 복수의 레지스트에 대해서 각각 조사하였다. 이 재료 온도 감도란, PEB시의 온도의 설정값으로부터의 변동량(단위: ℃)에 대한, 현상 후에 형성되는 패턴의 설정값으로부터의 변동량(단위: nm)이다. 도 27의 그래프는, 상기 이물(H)의 높이의 역치와 재료 온도 감도와의 대응을 나타낸 것이다. 그래프 중에, 측정 결과에 해당하는 개소에 플롯을 찍음과 함께 이 플롯으로부터 얻어진 근사 곡선을 표시하고 있다. 그래프의 종축은 역치, 횡축은 재료 온도 감도를 각각 나타내고, 종축에는 50㎛ 단위로 눈금을 표시하고 있다.
한편, 웨이퍼의 적재 시에 있어서의 열판(21)의 복수 개소의 온도 변화를 감시함으로써 웨이퍼의 이물에의 올라앉음의 유무를 검지하는 방법(이하, 열판의 온도에 기초한 검지 방법이라 함)이 있으며, 이렇게 검지를 행하기 위해서는 이물(H)의 높이가 소정의 높이 이상인 것이 요구된다. 이 소정의 높이를 A㎛로 한다.
그런데 이물(H)의 높이 및 재료 감도 온도로 규정되는 범위에 있어서, 웨이퍼(W)의 이물(H)에의 올라앉음에 의해 CD가 설계값으로부터 변동되고, 또한 이 올라앉음을 검지 가능한 범위를 정상 검지 범위로 한다. 또한, 웨이퍼(W)의 이물(H)에의 올라앉음은 검지 가능하고, 이 올라앉음에 의해 패턴의 CD가 설계값으로부터 변동되지 않는 범위를 오 검지 범위로 한다. 즉, 오 검지 범위는, 웨이퍼(W)의 이물(H)에의 올라앉음이 일어난 경우에 패턴의 CD가 설계값으로부터 변동된 것으로서 판정하면, 그러한 설계값으로부터 변동이 없는데도 설계값으로부터의 변동이 있는 것으로 판정해버리는 범위이다. 또한, 이물(H)에의 올라앉음에 의해 패턴의 변동이 일어나지만, 이 이물(H)에의 올라앉음을 검지할 수 없는 범위를 검지 불가 범위로 한다. 이 정상 검지 범위, 검지 불가 범위 및 오 검지 범위를 그래프 중에 표시하고 있다. 열판의 온도에 기초한 검지 방법에서는, 정상 검지 범위, 검지 불가 범위, 오 검지 범위는, 그래프 중, 높이 A㎛인 것을 나타내는 직선과 상기의 근사 곡선에 의해 서로 구획되게 된다.
계속해서, 상기의 웨이퍼 촬상 모듈(61)을 사용한 발명의 실시 형태에서 설명한 방법을 사용해서 시뮬레이션을 행하고, 정상 검지 범위, 검지 불가 범위, 오 검지 범위를 조사하여, 그 결과를 도 28의 그래프에 나타냈다. 도 28의 그래프는, 도 27의 그래프와 마찬가지로, 레지스트 패턴의 CD의 설계값으로부터의 변동이 없는 이물(H)의 높이의 역치와 재료 온도 감도와의 관계를 나타내는 플롯, 및 이 플롯으로부터 얻어지는 근사 곡선을 표시하고 있다. 그래프로부터 명백해진 바와 같이, 재료 온도 감도가 1.5 내지 4.0nm/℃의 범위에 있어서, 열판(21)의 온도에 기초한 검지 방법에서는, 이물(H)의 높이가 A㎛보다 작으면 검지 불가 범위에 포함되어 있었지만, 발명의 실시 형태의 방법에서는 정상 검지 범위에 포함된다. 또한, 열판(21)의 온도에 기초한 검지 방법에서 보여진 오 검지 범위가, 실시 형태의 방법에서는 없어져 있다. 따라서, 상기의 발명의 실시 형태의 방법에 의하면, CD의 결함이 발생하는 웨이퍼(W)의 열판의 적재 이상을, 보다 정확하게 검출할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 상기 선 폭 측정 모듈(14)을 사용한 발명의 실시 형태에서 설명한 방법을 사용함으로써, 검지 불가 범위를 없애는 것도 가능하다고 추측할 수 있다.
평가 시험 2
열판(21) 상의 이물(H)에 웨이퍼(W)가 올라앉은 상태에서 PEB를 행하고, 그러한 후, 당해 웨이퍼(W)를 현상해서 패턴 형성을 행하였다. 그 후, 이 웨이퍼(W)를 상기 촬상 모듈(61)에서 촬상하여 화상 데이터를 취득하였다. 또한, 이 웨이퍼(W)에 대해서, 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해, 면내 각 부의 화상(SEM 화상)을 취득하였다. 복수매의 웨이퍼(W)에 대하여 이러한 측정을 행하고, PEB시에 웨이퍼(W)가 올라앉는 이물(H)의 높이는, 웨이퍼(W)마다 변경하였다. 구체적으로, 높이가 30㎛, 56㎛, 93㎛, 189㎛, 480㎛인 이물(H)에 각각 웨이퍼(W)가 올라앉아서 가열되도록 하였다.
도 29의 각 그래프에 평가 시험 2의 결과를 나타내고 있다. 각 그래프의 종축의 수치는 그레이 값을, 횡축은 SEM 화상으로부터 얻어진 CD의 값을 각각 나타내고 있다. 또한, 각 그래프의 상방의 수치는 이물(H)의 높이를 나타내고 있다. 각 그래프에서는 측정 결과의 플롯과, 플롯으로부터 취득된 근사 곡선을 표시하고 있다. 또한, 이 근사 곡선에 관한 결정 계수(R2)를 산출하였다. 이물(H)의 높이가 30㎛, 56㎛, 93㎛, 189㎛, 480㎛일 때, 결정 계수(R2)는 각각 0.0241, 0.3996, 0.7657, 0.9551, 0.9637이었다.
도 30도 평가 시험 2의 결과를 나타내고 있다. 이 도 30의 상단은, 웨이퍼(W)의 면내 각 부에 SEM 화상으로부터 취득된 CD에 따른 색을 가하여 나타낸 컴퓨터에 의한 컬러 화상이며, 이후는 SEM의 CD 분포라고 기재한다. 도 30의 하단은, 웨이퍼(W)의 면내 각 부에, 취득된 그레이 값에 따른 색을 가하여 나타낸 컴퓨터에 의한 컬러 화상이며, 이후는 그레이 값 분포라고 기재한다. 단, 지면의 사정상, 이 SEM의 CD 분포 및 그레이 값 분포에 대해서는, 모노크롬 표시하고 있다.
상기와 같이 이물(H)의 높이가 93㎛ 이상일 때, 결정 계수(R2)는 0.7657 이상으로 비교적 높은 수치를 나타냄과 함께, SEM의 CD 분포와 그레이 값 분포가 대략 일치하고 있는 것이 확인되었다. 이렇게 이물(H)의 높이가 비교적 작아도, 화상 데이터의 그레이 값과, SEM으로 측정되는 CD, 즉 실제의 CD와의 상관이 비교적 높은 것으로 확인되었다. 따라서, 이 평가 시험 2의 결과로부터, 상기의 웨이퍼 촬상 모듈(61)을 사용해서 CD 분포를 취득함으로써도, 웨이퍼(W)의 적재 이상의 판정을 행할 수 있음이 확인되었다.
W : 웨이퍼 H : 이물
1 : 도포, 현상 장치 12 : 레지스트 도포 모듈
13 : 현상 모듈 14 : 선 폭 측정 모듈
16 : 반송 기구 2A, 2B : 가열 모듈
21 : 열판 23 : 지지 핀
24 : 규제 핀 5 : 제어부

Claims (15)

  1. 노광된 레지스트막이 형성된 기판을 현상하여, 상기 기판의 표면에 패턴을 형성하는 현상부와,
    상기 레지스트막이 형성된 기판을 상기 현상 전에 적재함과 함께 가열하는 열판과,
    상기 기판의 표면에 있어서의 패턴의 치수의 크기의 분포를 광학적으로 취득하는 분포 취득부와,
    패턴의 치수의 크기의 분포에 기초하여, 상기 열판에 있어서의 상기 기판의 적재 상태의 이상 유무를 판정하는 판정부,
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열판에 적재되는 기판의 레지스트막은, 상기 패턴을 형성하기 위해서 노광 완료의 레지스트막인, 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 판정부는,
    상기 열판에 반송된 제1 기판에 적재 상태의 이상이 있다고 판정되었을 때,
    상기 열판에 반송된 제2 기판으로부터 취득되는 패턴의 치수의 크기의 분포에 기초하여,
    상기 제1 기판에 대한 적재 상태의 이상의 원인을 추정하는, 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열판은, 제1 열판과 제2 열판을 포함하고,
    상기 제1 기판 및 제2 기판은 상기 제1 열판에 의해 가열되고,
    상기 제1 기판에 대한 적재 상태의 이상의 원인의 추정은, 상기 제2 열판에 의해 가열된 제3 기판으로부터 취득되는 패턴의 치수의 크기의 분포에 기초해서 행하여지는, 기판 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    추정된 상기 제1 기판의 적재 상태의 이상의 원인에 대처하는 대처 기구를 더 포함하는, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 대처 기구는, 상기 제1 기판의 적재 상태의 이상의 원인에 대응하는 알람을 출력하는 알람 발생기를 포함하는, 기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기판에 대한 적재 상태의 이상의 원인의 추정은, 이상의 원인으로서 상기 제1 기판의 휨의 유무의 추정을 포함하고,
    상기 대처 기구는,
    상기 열판에 설치되고, 상기 제1 기판 및 제2 기판의 각각의 중심부, 주연부를 각각 흡인하는 제1 흡인구, 제2 흡인구와,
    상기 제1 기판의 휨이 있다고 추정되었을 때, 상기 제2 기판의 휨을 해소하기 위해서, 상기 제1 흡인구의 배기 유량과 상기 제2 흡인구의 배기 유량의 비를 변경하는 변경 기구,
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 대처 기구는,
    상기 적재 상태의 이상이 있다고 판정된 상기 제1 기판의 레지스트막을 제거하는 레지스트막 제거 기구와,
    상기 레지스트막이 제거된 제1 기판에 다시 레지스트막을 형성하는 레지스트막 형성부와,
    상기 열판에 상기 제1 기판을 다시 적재하기 전에, 상기 제1 기판의 이면을 세정하는 이면 세정부,
    를 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 노광된 레지스트막이 형성된 기판을 현상부에서 현상하여, 상기 기판의 표면에 패턴을 형성하는 현상 공정과,
    상기 레지스트막이 형성된 기판을 상기 현상 전에 열판에 적재해서 가열하는 가열 공정과,
    상기 기판의 표면에 있어서의 패턴의 치수의 크기의 분포를 광학적으로 취득하는 공정과,
    취득된 패턴의 치수의 크기의 분포에 기초하여, 상기 열판에 있어서의 기판의 적재 상태의 이상 유무를 판정하는 판정 공정,
    을 포함하는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열판에 적재되는 기판의 레지스트막은, 상기 패턴을 형성하기 위해서 노광 완료의 레지스트막인, 기판 처리 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 판정 공정에서, 상기 열판에 반송된 제1 기판에 적재 상태의 이상이 있다고 판정되었을 때, 상기 열판에 적재되어서 가열된 제2 기판으로부터 취득되는 패턴의 치수의 크기의 분포에 기초하여, 상기 제1 기판에 대한 적재 상태의 이상의 원인을 추정하는 추정 공정을 포함하는, 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열판은 제1 열판과 제2 열판을 포함하고,
    상기 기판 처리 방법은,
    상기 제1 기판 및 제2 기판을 상기 제1 열판에 적재해서 가열하는 공정과,
    제3 기판을 상기 제2 열판에 적재해서 가열하는 공정을 더 포함하고,
    상기 추정 공정은, 상기 제3 기판으로부터 취득되는 패턴의 치수의 크기의 분포에 기초해서 행하는, 기판 처리 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 추정 공정은, 이상의 원인으로서 상기 제1 기판의 휨의 유무의 추정을 포함하고,
    상기 기판 처리 방법은,
    상기 제1 기판의 휨이 있다고 추정되었을 때, 상기 열판에 적재되는 상기 제2 기판의 휨을 해소하기 위해서,
    상기 제1 기판 및 제2 기판의 각각의 중심부를 흡인하기 위해서 상기 열판에 설치되는 제1 흡인구의 배기 유량과, 상기 제1 기판 및 제2 기판의 각각의 주연부를 흡인하기 위해서 상기 열판에 설치되는 제2 흡인구의 배기 유량의 비를 변경하는 공정을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 추정 공정은, 이상의 원인으로서 상기 제1 기판의 이면에 있어서의 이물의 부착의 유무 추정을 포함하고,
    상기 기판 처리 방법은,
    상기 이물의 부착이 있다고 추정되었을 때 상기 제1 기판의 레지스트막을 제거하는 공정과,
    상기 레지스트막이 제거된 제1 기판에 다시 레지스트막을 형성하는 공정과,
    상기 제1 기판을 상기 열판에 다시 적재하기 전에, 상기 제1 기판의 이면을 세정하는 공정,
    을 더 포함하는, 기판 처리 방법.
  15. 패턴을 형성하기 위해서 노광된 레지스트막이 형성된 기판을 현상하는 기판 처리 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기억 매체로서, 상기 프로그램은, 컴퓨터와 결합하여 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 방법을 실행하기 위해서 스텝이 짜여져 있는 기억 매체.
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