TW201724189A - 基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體 - Google Patents

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Abstract

防止在基板的周端部形成異常之光阻圖案。本發明之基板處理方法，係具備有：針對基板之表面的周端部，取得沿著該基板之徑方向之高度的分布之工程；其次，以基於前述高度的分布，矯正前述周端部之高度之下降的方式，在前述基板的表面整體形成下層膜之工程；及接著，在前述下層膜的表面整體形成光阻膜之工程。因此，在該基板的周端部，係可抑制曝光時的聚焦相對於光阻膜之表面而偏離的情形。作為其結果，可抑制在該周端部形成有異常之光阻圖案的情形。

Description

基板處理裝置、基板處理方法及記憶媒體
本發明，係關於形成設置於光阻膜之下層的下層膜之基板處理方法、基板處理裝置及記憶媒體。
在半導體裝置的製造工程之一即光微影工程中，係在基板即半導體晶圓(以下，記載為晶圓)形成有光阻圖案。為了形成該光阻圖案，例如晶圓，係在被搬送至進行光阻之塗佈、顯像的塗佈、顯像裝置而接受光阻的塗佈處理後，被搬送至連接於該塗佈、顯像裝置的曝光裝置，沿著所期望的圖案進行曝光。
上述之晶圓之表面的周端部，係構成為朝向外方下降的傾斜面。又，上述的塗佈、顯像裝置，係有時搬入在被搬入該塗佈、顯像裝置為止之半導體裝置的製造程序中，進行了膜之形成與CMP(Chemical Mechanical Polishing)所致之該膜之去除的晶圓(以後，有時記載為研磨晶圓)。該膜之形成與膜之去除，係有時重複進行複數次，該重複的次數越多，則上述的傾斜面中之該傾斜面之上端的高度與從該傾斜面之上端朝晶圓之外方偏離預定 距離之位置的高度之差(下降量)即Edge Roll-Off(垂邊)量具有變大的趨勢。
可是，上述的曝光裝置，係以聚焦面與進行曝光處理之區域的晶圓之表面一致的方式，進行使該晶圓傾斜的水平修正。然而，於在包含有晶圓之周端部與比該周端部更內側的周緣區域進行曝光處理之際，係即便可在比晶圓之中，周端部更內側，藉由水平修正使聚焦面與晶圓的表面一致，在周端部當上述之垂邊比較大亦即聚焦面與晶圓的表面之高度的差比較大時，亦會導致失焦(焦點異常)。如此一來，由於光阻圖案之線寬即CD(Critical Dimension)的大小從設計值發生變動，因此，該周緣區域中之半導體製品的良率便下降。但是，關於該晶圓的周緣區域，亦要求將CD設成為設計值從而提高半導體製品的良率。專利文獻1，雖係記載有關於具備有測定基板表面之高度之水平感應器的曝光裝置，但並未揭示任何關於上述之問題的解決方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-219528號公報
本發明，係基於像這樣之情事而進行研究者，其目的，係在於提供一種可防止在基板的周端部形成異常之光阻圖案的技術。
本發明之基板處理方法，其特徵係，具備有：針對基板之表面的周端部，取得沿著該基板之徑方向之高度的分布之工程；其次，以基於前述高度的分布，矯正前述周端部之高度之下降的方式，在前述基板的表面整體形成下層膜之工程；及接著，在前述下層膜的表面整體形成光阻膜之工程。
本發明之基板處理裝置，其特徵係，具備有：高度分布取得模組，用以針對基板之表面的周端部，取得沿著該基板之徑方向之高度的分布；及下層膜形成模組，以基於前述高度的分布，矯正前述周端部之高度之下降的方式，在前述基板的表面整體形成設置於光阻膜之下層的下層膜。
本發明之記憶媒體，係一種儲存有在基板形成設置於光阻膜之下層的下層膜之基板處理裝置所使用的電腦程式，該記憶媒體，其特徵係，前述程式，係組入有為執行本發明之基板處理方法的步驟。
根據本發明，針對基板之表面的周端部，取得沿著該基板之徑方向之高度的分布，以基於前述高度的分布，矯正前述周端部之高度之下降的方式，在前述基板的表面整體形成有下層膜。因此，在該基板的周端部，可抑制曝光時的聚焦相對於形成在下層膜上之光阻膜之表面而偏離的情形。作為其結果，可抑制在該周端部形成有異常之光阻圖案的情形。
W‧‧‧晶圓
1‧‧‧塗佈、顯像裝置
3‧‧‧SOC膜形成模組
5‧‧‧攝像模組
33‧‧‧罩杯
39‧‧‧風門
58、59‧‧‧攝像機
100‧‧‧控制部
[圖1]前述塗佈、顯像裝置之詳細的平面圖。
[圖2]前述塗佈、顯像裝置的立體圖。
[圖3]前述塗佈、顯像裝置的概略縱剖側視圖。
[圖4]設置於前述塗佈、顯像裝置之SOC膜形成模組的縱剖側視圖。
[圖5]表示前述SOC膜形成模組中，形成於晶圓之SOC膜之膜厚分布的曲線圖。
[圖6]晶圓的縱剖側視圖。
[圖7]表示晶圓之傾斜面之高度分布的曲線圖。
[圖8]表示前述SOC膜形成模組中，形成於晶圓之SOC膜之膜厚分布的曲線圖。
[圖9]表示前述SOC膜形成模組中，形成於晶圓之 SOC膜之表面之高度分布的曲線圖。
[圖10]用以取得晶圓之傾斜面之高度分布之攝像模組的縱剖側視圖。
[圖11]前述攝像模組的橫剖平面圖。
[圖12]表示前述攝像模組中所取得之晶圓之側面之圖像的說明圖。
[圖13]表示前述攝像模組中所取得之晶圓之側端部之圖像的說明圖。
[圖14]表示前述攝像模組中所取得之晶圓之側端部之圖像的說明圖。
[圖15]表示晶圓之傾斜面之高度分布的曲線圖。
[圖16]晶圓之周端部的縱剖側視圖。
[圖17]晶圓之周端部的縱剖側視圖。
[圖18]晶圓之周端部的縱剖側視圖。
[圖19]晶圓之周端部的縱剖側視圖。
[圖20]晶圓之周端部的縱剖側視圖。
[圖21]表示用以取得晶圓之周端部之高度分布之模組之構成的概略構成圖。
[圖22]表示SOC膜形成模組之其他構成的縱剖側視圖。
[圖23]表示SOC膜形成模組之其他構成的縱剖側視圖。
[圖24]表示SOC膜形成模組之其他構成的縱剖側視圖。
[圖25]表示晶圓之傾斜面之高度分布的曲線圖。
[圖26]表示晶圓之CD之分布的曲線圖。
參閱圖1~圖3，說明關於本發明之基板處理裝置之實施形態的塗佈、顯像裝置1。圖1、圖2、圖3，係分別為塗佈、顯像裝置1的平面圖、立體圖、概略縱剖側視圖。該塗佈、顯像裝置1，係構成為以水平的方式，將載體區塊D1、處理區塊D2及介面區塊D3連接成直線狀。又，介面區塊D3處，前述曝光裝置D4係與處理區塊D2的相反側連接。以後的說明，係若未特別記載，則將區塊D1~D3及曝光裝置D4的配列方向設成為前後方向。該塗佈、顯像裝置1，係從下方側依被稱為SOC(Spin On Carbon)之有機膜、反射防止膜、光阻膜的該順序而層積於圓形之基板即晶圓W的表面，光阻膜，係在曝光裝置D4中，接受曝光處理。曝光處理後，在塗佈、顯像裝置1中，對光阻膜進行顯像處理。在該例中，晶圓W的直徑，係300mm，在該晶圓W的周緣，係設置有表示晶圓W之方向的缺口即凹口N。
載體區塊D1，係對塗佈、顯像裝置1搬入搬出儲存有複數片晶圓W的載體C。該載體C內的晶圓W，係例如先前技術之項目所說明的研磨晶圓。但是，亦可不儲存有未進行上述之成膜及CMP所致之膜之去除的晶圓W(以下，有時記載為新品之晶圓)。載體區塊 D1，係具備有：載體C之載置台11；開關部12；及搬送機構13，用以經由開關部12而從載體C搬送晶圓W。
處理區塊D2，係構成為從下方依序層積有對晶圓W進行液處理的第1~第6單位區塊E1~E6。E1與E2，係互為相同的單位區塊；E3與E4，係互為相同的單位區塊；E5與E6，係互為相同的單位區塊。在相同的單位區塊中，相互並行地進行晶圓W的搬送及處理。
在此，係參閱圖1，說明單位區塊中為代表的單位區塊E1。在從載體區塊D1朝向介面區塊D3之搬送區域14之左右的一方側，係於前後方向配置有複數個棚架單元U，在另一方側，於前後方向並排設置有2個SOC膜形成模組3。SOC膜形成模組3，係對晶圓W供給藥液而在晶圓W的表面形成下層膜即被稱為SOC(Spin On Carbon)之有機膜的模組，關於模組之構成之更具體的一例，係如後述。棚架單元U，係具備有加熱模組15。又，在上述的搬送區域14，係設置有晶圓W的搬送機構即搬送臂F1。
針對單位區塊E3~E6，說明單位區塊E1、E2的差異點時，單位區塊E3、E4，係具備有反射防止膜形成模組16與光阻膜形成模組17以代替2個SOC膜形成模組3。反射防止膜形成模組16及光阻膜形成模組17，雖係與SOC膜形成模組3大致同樣構成，但供給至晶圓W的藥液，係與SOC膜形成模組3不同，反射防止膜形成模組16，係供給反射防止膜形成用之藥液，光阻膜形 成模組17，係供給光阻。
單位區塊E5、E6，係具備有顯像模組18以代替SOC膜形成模組3。顯像模組18，雖係與SOC膜形成模組3大致同樣構成，但供給至晶圓W的藥液，係對晶圓W供給顯像液以代替SOC膜形成用之藥液。除了像這樣的差異以外，單位區塊E1~E6，係互為同樣構成。在圖3中，相當於搬送臂F1之各單位區塊E2~E6的搬送臂，係表示為F2~F6。
在處理區塊D2中之載體區塊D1側，係設置有塔柱T1與升降自如之搬送機構19，該塔柱T1，係橫跨各單位區塊E1~E6而上下延伸，該搬送機構19，係用於對塔柱T1進行晶圓W之收授。塔柱T1，係藉由互相層積的複數個模組所構成，設置於單位區塊E1~E6之各高度的模組，係可在該單位區塊E1~E6的各搬送臂F1~F6之間收授晶圓W。作為該些模組，係包含有：設置於各單位區塊之高度位置的收授模組TRS、進行晶圓W之溫度調整的調溫模組CPL、暫時保管複數片晶圓W的緩衝模組及使晶圓W之表面疏水化的疏水化處理模組等。為了簡化說明，而省略關於前述疏水化處理模組、調溫模組、前述緩衝模組的圖示。又，在該塔柱T1，係設置有攝像模組5。在攝像模組5進行晶圓W的拍攝，以因應其攝像結果的處理條件，在SOC膜形成模組3中，對該晶圓W進行成膜處理。關於攝像模組5，係在後述進行詳細說明。
介面區塊D3，係具備有橫跨單位區塊E1~E6而上下延伸的塔柱T2、T3、T4，且設置有：介面臂21，用以對塔柱T2與塔柱T3進行晶圓W之收授之升降自如的搬送機構；介面臂22，用以對塔柱T2與塔柱T4進行晶圓W之收授之升降自如的搬送機構；及介面臂23，用以在塔柱T2與曝光裝置D4之間進行晶圓W之收授的搬送機構。
塔柱T2，雖係構成為互相層積有收授模組TRS、儲存曝光處理前之複數片晶圓W並使其滯留的緩衝模組、儲存曝光處理後之複數片晶圓W的緩衝模組及進行晶圓W之溫度調整的調溫模組等，但在此省略緩衝模組及調溫模組的圖示。另外，在塔柱T3、T4雖分別設置有模組，但關於該模組亦省略說明。
接著，說明關於設置於塗佈、顯像裝置1的控制部100。控制部100，係由例如電腦所構成，且具有未圖示的程式儲存部。在該程式儲存部，係儲存有編排命令(步驟群)的程式，以便可進行各模組中之晶圓W的處理及各搬送機構所致之模組間之晶圓W的搬送。在上述之各模組中之晶圓W的處理，係包含有：取得後述之攝像模組5中之晶圓W之周端部的高度分布；及基於所取得的高度分布，設定SOC膜形成模組3中之風門(damper)39的開合度。而且，藉由該程式，從控制部100對塗佈、顯像裝置1的各部輸出控制訊號，藉此，控制該塗佈、顯像裝置1之各部的動作。該程式，係在被收 納於例如硬碟、光碟、磁光碟或記憶卡等之記憶媒體的狀態下，儲存於程式儲存部。
接著，參閱圖4的縱剖側視圖，說明關於下層膜形成模組即SOC膜形成模組3。圖中31，係旋轉夾盤，吸附晶圓W的背面中央部而水平地保持晶圓W。圖中32，係使旋轉夾盤31旋轉的旋轉機構，藉由該旋轉夾盤31之旋轉，晶圓W繞水平軸周圍旋轉。圖中33，係上方側呈開口的罩杯，包圍載置於旋轉夾盤31之晶圓W的周圍。圖中34，係構成罩杯33之底部的液承接部，形成上方呈開口之環狀的凹部。圖中35，係液引導部，具備有：傾斜面，設置為在旋轉夾盤31的下方，包圍該旋轉夾盤31，將從晶圓W往下方溢出的液體引導至液承接部34；及垂直壁，從該傾斜面的周緣往下方延伸。圖中36，係從罩杯33之內壁往斜上方延伸之板狀的液引導部，接收從晶圓W飛散的液體而引導至液承接部34。圖中36，係在厚度方向貫通液導引部36的貫穿孔。
在上述的液承接部35，係設置有：排液口37，將藥液排出至罩杯33外；及排氣管38，朝向上方延伸。藉由排氣管38，大氣從罩杯33外流入至罩杯33內而進行排氣。圖中之虛線的箭頭，係表示像這樣進行排氣之大氣的流動。圖中39，係介設於排氣管38之開合度調整自如的風門，以因應該風門39之開合度的排氣量，從排氣管38進行排氣。
又，圖中41，係在旋轉夾盤31之周圍設置有 3根(圖4，係僅表示2根)之升降自如的銷，在搬送臂F1或F2與旋轉夾盤31之間收授晶圓W。圖中42，係對垂直下方吐出SOC膜形成用之藥液的噴嘴，構成為在保持於旋轉夾盤31之晶圓W的中心部上與罩杯33的外側之間移動自如。圖中43，係經由藥液供給管44連接於噴嘴42的藥液供給源。圖中45，係介設於藥液供給管44的流量調整部，調整供給至噴嘴42之藥液的流量。
說明關於上述之SOC膜形成模組3中的成膜處理時，從噴嘴42對保持於旋轉夾盤31之晶圓W的中心部吐出藥液，開始成膜處理。所吐出的藥液，係藉由旋轉之晶圓W的離心力，展延至晶圓W的周緣部，進行塗佈至晶圓W表面整體之所謂的旋轉塗佈。在藥液的吐出停止且吐出至晶圓W之藥液遍及該晶圓W的周緣部後，亦持續晶圓W之旋轉，以使藥液乾燥而形成SOC膜。其後，晶圓W之旋轉停止，成膜處理便結束。
從藥液藉由上述的旋轉塗佈而遍及晶圓W之周端的時刻直至未充分發生SOC膜之乾燥的預定時刻為止之期間(設成為藥液乾燥期間)，在晶圓W之周端部流動之氣流的速度越大，則該周端部的藥液便越快乾燥。而且，成膜結束後之晶圓W的周端部中沿著該晶圓W之徑方向之SOC膜的膜厚分布，係成為因應該藥液的乾燥速度者。由於上述的藥液乾燥期間之晶圓W之周端部之氣流的速度，係成為因應風門39之開合度者，因此，藉由風門39之開合度，決定上述之晶圓W的周端部中SOC 膜的膜厚分布。如此一來，風門39，係構成調整藥液之乾燥速度的調整機構。
SOC膜形成模組3，係可在例如上述的藥液乾燥期間，將風門39之開合度設定成第1開合度、第2開合度、第3開合度中的任一者，進行成膜處理。亦即，SOC膜形成模組3，係可選擇形成於每晶圓W之SOC膜的膜厚分布。作為開合度之大小的順序，係第1開度>第2開度>第3開度。又，藉由設成為第1開度、第2開度、第3開度的方式，將形成於成膜處理結束後之晶圓W的周端部中沿著該晶圓W之徑方向之SOC膜的膜厚分布分別設成為第1膜厚分布、第2膜厚分布、第3膜厚分布。圖5的曲線圖，係表示第1~第3膜厚分布之例子的曲線圖。曲線圖的橫軸，係從晶圓W之中心起的距離(單位：mm)，曲線圖的縱軸，係所形成之SOC膜的膜厚(單位：nm)。如曲線圖所示，風門39之開合度越大，則晶圓W之周端部的膜厚越大，且朝向晶圓W之外方觀察時之膜厚的上升量越大。
在此，參閱圖6~圖8，說明SOC膜形成模組3如前述般地構成為可選擇形成於每晶圓W之膜厚分布的理由。搬送至塗佈、顯像裝置1的晶圓W，係如先前技術之項目所說明般，在晶圓W之表面的周端部，係形成有朝向外方下降的傾斜面10(參閱圖6)，該周端部的形狀，更詳細而言為包含沿著該晶圓W表面之徑方向的傾斜面10之周端部的高度分布，係於每晶圓W均不同。
圖7的曲線圖，係表示上述之晶圓W表面的周端部中沿著徑方向之高度分布的一例。曲線圖中，實線，係表示研磨晶圓即晶圓W1的高度分布，虛線，係表示新品之晶圓即晶圓W2的高度分布。曲線圖的橫軸，係表示從晶圓W之中心的距離(單位：mm)。曲線圖的縱軸，係表示垂邊量。關於縱軸，更詳細進行說明，將傾斜面10之上端及比傾斜面10更往晶圓W之內側的表面設成為0mm，表示周端部之各位置之表面的高度。因此，在該圖7的曲線圖中，關於垂邊量，係成為0或-的值，垂邊量的絕對值越大，則來自傾斜面10之上端的下降越大。如曲線圖所示，對於晶圓W1與晶圓W2而言，周端部的高度分布互為不同，對於從晶圓W之中心起的距離為相同之位置而言，關於垂邊量的絕對值，晶圓W1較大。另外，上述之圖6的晶圓W，係表示晶圓W1者。
如此一來，由於晶圓W1，係垂邊量的絕對值比較大，因此，當對該晶圓W1分別形成平坦的SOC膜、反射防止膜、光阻膜時，則即便針對該光阻膜之表面，亦在晶圓W1的周端部，係與各膜之形成前相同地，垂邊量的絕對值變大。如此一來，如先前技術之項目中所敍述般，該晶圓W1的周端部，係曝光裝置D4中之曝光時的聚焦面與該光阻膜的偏離有變大而引起失焦之虞。
因此，在SOC膜形成模組3中，係以因應上述的晶圓W表面之周端部的高度分布，使傾斜面10上之SOC膜的表面其傾斜比傾斜面10更緩和且平坦性變高的 方式，形成具有越朝向晶圓W之周端而膜厚越大之膜厚分布的SOC膜。對具有例如如圖7所示之高度分布的晶圓W1，以用圖8之曲線圖表示周端部中沿著徑方向之膜厚分布的方式，形成SOC膜。圖8之曲線圖的橫軸、縱軸，係與圖5之曲線圖的橫軸、縱軸相同地，分別表示從晶圓W之中心起的距離、SOC膜的膜厚。另外，如前述，在SOC膜形成模組3中，形成於晶圓W的膜厚分布，雖係如圖5所示的第1~第3膜厚分布，但圖8，係為了方便說明，而表示與第1~第3膜厚分布不同之SOC膜的膜厚分布。
而且，圖9的曲線圖，係表示將具有圖8所示之膜厚分布的SOC膜形成於具有圖7所示之周端部之高度分布的晶圓W1時，沿著晶圓W之徑方向之SOC膜之表面的高度分布者。圖9的橫軸、縱軸，係與圖7相同地，分別表示從晶圓W之中心起的距離、垂邊量。圖9中SOC膜之表面的高度分布，係藉由針對圖7之周端部的高度分布及圖8之SOC膜的膜厚分布，將晶圓W之中心起的距離為相同之位置中垂邊量與SOC膜之膜厚相加的方式來取得。
圖9的曲線圖中，係為了進行比較，而以虛線表示形成SOC膜之前之周端部的高度分布。以該虛線所表示的分布，係與圖7的曲線圖中以實線所表示者相同。如該圖9的曲線圖所示，形成具有如圖8所示之膜厚分布的SOC膜，藉此，可抑制晶圓W之周端部的各處之 垂邊量之絕對值的下降。亦即，在晶圓W的周端部中，可矯正垂邊(高度之下降)，在傾斜面10上形成表面之平坦性高於該傾斜面10的SOC膜。藉由像這樣形成SOC膜的方式，在該SOC膜層積了反射防止膜及光阻膜時，可抑制晶圓W之周端部之光阻膜的垂邊，防止失焦的情形。
而且，如上述般，由於SOC膜形成前之表面之周端部的高度分布，係因晶圓W而異，因此，能以形成具有因應該高度分布的膜厚分布之SOC膜而矯正垂邊的方式，構成SOC膜形成模組3。另外，圖6~圖9，雖係為了方便說明，而表示在研磨晶圓W1上形成SOC膜而矯正垂邊的例子，但亦可在新品之晶圓W2上，形成SOC膜而矯正垂邊。
接著，分別參閱圖10、圖11的縱剖側視圖、橫剖平面圖，說明關於高度分布取得模組即攝像模組5。該攝像模組5，係以使控制部100可取得上述之晶圓W之表面的周端部中沿著徑方向之高度分布的方式，對晶圓W的周端部進行拍攝，將圖像資料發送至控制部100。圖中51，係殼體；52，係開口於殼體51之側壁之晶圓W的搬送口。53，係吸附晶圓W之背面中央部而水平地載置該晶圓W的平台，構成為藉由驅動機構54旋轉自如且在殼體51的前側(搬送口52側)與後側之間移動自如。圖中55，係用以在搬送機構19與第1載置部即平台53之間收授晶圓W的升降銷。
圖中56，係穿透型光電感測器，由位於平台53之上方的投光部56A與位於平台53之下方的受光部56B所構成。平台53，係從自搬送機構19接收晶圓W的位置(在圖10中，由實線所示的位置)前進若干而旋轉1圈，在該旋轉中，從投光部56A朝向下方，以一部分被晶圓W的周緣部遮住，且其他一部分通過晶圓W之側方而照射至受光部56B的方式，照射光。而且，藉由控制部100，基於受光部56B的受光量，檢測凹口N。
在殼體51內的後側，係設置有反射鏡57與攝像機58。標註有圖中58A之二點鏈線的箭頭，係表示攝像機58的光軸，從攝像機58朝向下方的光軸58A，係藉由反射鏡57反射而朝向水平方向。像這樣朝向水平方向的光軸58A，係與進行拍攝的攝像位置(在圖中，由一點鏈線所示的位置)中之晶圓W之直徑的延長線一致，攝像機58，係可對該晶圓W的側面進行拍攝。
又，在殼體51內，係設置有第1攝像機構即攝像機59。標註有圖中59A之二點鏈線的箭頭，係表示攝像機59的光軸，且沿著晶圓W的切線方向。藉此，攝像機59，係可從晶圓W之側方，對上述之攝像位置中晶圓W的側端部進行拍攝。另外，該攝像模組5，雖係除了攝像機58、59以外，為了進行晶圓W之表面整體之狀態的檢查、晶圓W之背面周緣部有無異物的檢查，而設置有分別進行該表面整體、背面周緣部之拍攝的攝像機，但為了防止圖示及說明的複雜化，關於該些攝像機的表示則 省略。
說明關於該攝像模組5中晶圓W的拍攝與直至從所取得的圖像資料取得前述之晶圓W之周端部的高度分布為止之控制部100中的處理。首先，當晶圓W被收授至平台53時，則如上述般檢測凹口N，晶圓W便旋轉，使該凹口N朝向預定方向。而且，晶圓W移動至攝像位置，進行第2攝像機構即攝像機58的拍攝，藉由控制部100，取得例如如圖12所示的圖像資料61。而且，檢測圖像資料61中晶圓W之上下的中心位置62(由圖中一點鏈線所表示)，計算出相對於預先設定之基準位置(由圖中虛線所表示)63之中心位置62之上下方向的偏離量H。例如晶圓W因翹曲而造成晶圓W的周端部傾斜時，係偏離量H成為0以外的值，晶圓W的周端部未傾斜時，係偏離量H的值成為0。圖12的例子，係表示偏離量H為0以外之值時的圖像資料61。
接著，在晶圓W的周端部中，以可藉由攝像機59來對攝像機58所拍攝之部位進行拍攝的方式，晶圓W旋轉180。。旋轉後，藉由攝像機59進行拍攝，藉由控制部100，取得圖像資料64。圖13，係表示該圖像資料64的一例。基於上述之偏離量H，對該取得的圖像資料64進行修正。具體而言，係以用與偏離量H相對應之量使圖像傾斜的方式修正圖像資料64，比傾斜面10更內側之晶圓W的表面則成為水平。
圖14，係表示像這樣所修正的圖像資料64， 基於該修正的圖像資料64，取得例如由圖15的曲線圖所示之前述之沿著晶圓W之周端部之表面之徑方向的高度分布。圖15之曲線圖的橫軸、縱軸，係與圖7的曲線圖相同地，分別表示從晶圓W之中心起的距離、垂邊量。上述之偏離量H的計算、圖像資料64的修正及基於修正後之圖像資料64而取得晶圓W之周端部的高度分布，係藉由構成演算部的控制部100來進行。
其次，參閱表示晶圓W之表面狀態的圖16~圖20，說明關於由該塗佈、顯像裝置1及曝光裝置D4所構成的系統中之晶圓W的搬送及處理。晶圓W，雖係針對互為同樣構成的2個單位區塊E而被分配搬送至任一單位區塊E，但在此，係以分別搬送至單位區塊E1~E6當中E1、E3、E5者進行說明。
藉由搬送機構13，將具備有例如由圖6所示之傾斜面10的晶圓W從載體C搬送至處理區塊D2中之塔柱T1的收授模組TRS0，然後，藉由搬送機構19搬送至攝像模組5。攝像模組5，係如上述，進行凹口N的檢測、晶圓W的朝向調整、圖12所說明之圖像資料61的取得、基於圖像資料61之晶圓W之上下之偏離量H的檢測、圖13所說明之晶圓W之周端部之圖像資料64的取得、根據圖14所說明之偏離量H之圖像資料64的修正及圖15所說明之晶圓W之表面的周端部中沿著該晶圓W之徑方向之高度分布的取得。
而且，從圖5所說明之SOC膜之第1~第3各 膜厚分布與藉由攝像模組5所取得之晶圓W之周端部的高度分布，取得如圖7~圖9所說明般SOC膜之表面的高度分布。更具體而言，係計算出經從晶圓之中心起的距離互為相同之位置中各第1~第3膜厚分布界定的膜厚與所取得之周端部的高度之總合，取得如圖9所示般之SOC膜之表面的高度分布使用第1膜厚分布所計算出者與使用第2膜厚分布所計算出者與使用第3膜厚分布所計算出者的總計3種類。接著，針對各部之膜厚的偏差為最小者，亦即平坦性最高者，決定關於3種類之SOC膜之表面的高度分布。而且，決定以第1~第3膜厚分布當中使用於計算出所決定之SOC膜之表面之高度分布的膜厚分布，形成SOC膜。以上的各演算及各決定，係藉由控制部100而進行。
進行了像這樣所形成之SOC膜之膜厚分布的決定之晶圓W，係藉由搬送機構19，從攝像模組5被搬送至與單位區塊E1相對應之塔柱T1的收授模組TRS1，藉由搬送臂F1被搬送至SOC膜形成模組3。而且，進行如圖4所說明般藥液之旋轉塗佈，在該藥液從晶圓W之表面的中心部遍及周緣部後，風門39之開合度為第1~第3開合度當中獲得所決定之SOC膜的膜厚分布之開合度。而且，晶圓W之表面的藥液曝露於排氣流而乾燥，在晶圓W的端部，係以成為第1~第3膜厚分布當中所決定之膜厚分布的方式，在晶圓W表面整體形成有SOC膜71(圖16)。亦即，在傾斜面10上，以較該傾斜面10更 可抑制垂邊的方式，形成有SOC膜71的表面。
然後，晶圓W，係藉由搬送臂F1被搬送至加熱模組15而加熱，並被搬送至收授模組TRS1。接著，晶圓W，係藉由搬送機構19被搬送至與單位區塊E3相對應的收授模組TRS3。而且，藉由搬送臂F3被搬送至反射防止膜形成模組16，與SOC膜形成模組3中的處理同樣地，藉由旋轉塗佈進行藥液的塗佈，在晶圓W的表面整體形成有反射防止膜72。該反射防止膜72，係在晶圓W之面內的各部，成膜為均勻的膜厚。如上述，由於在晶圓W的周端部，可抑制反射防止膜72之下方之SOC膜71的垂邊，因此，關於反射防止膜72的表面亦可抑制垂邊。
然後，晶圓W，係在藉由搬送臂F3被搬送至加熱模組15而加熱後，被搬送至光阻膜形成模組17，與SOC膜形成模組3中的處理同樣地，藉由旋轉塗佈進行光阻的塗佈，在晶圓W的表面整體形成有光阻膜73(圖17)。光阻膜73，亦在晶圓W之面內的各部，成膜為均勻的膜厚。如上述，由於在晶圓W的周端部，可抑制光阻膜73之下方之SOC膜71的垂邊，因此，關於光阻膜73的表面亦可抑制垂邊。
然後，晶圓W，係藉由搬送臂F3，依加熱模組15→塔柱T2之收授模組TRS31的順序被搬送。接著，晶圓W，係藉由介面臂21、23，經由塔柱T3被搬入到曝光裝置D4。在曝光裝置D4中，照射曝光束的曝光頭74 會於晶圓W的表面上移動，對晶圓W的各區域進行曝光處理(圖18)。圖中之虛線的箭頭，係表示曝光束。又，圖中75，係曝光頭74的聚焦面。如上述，由於可抑制光阻膜73的垂邊，因此，在晶圓W的周端部，於可抑制光阻膜73之表面與聚焦面75之偏離的狀態下，可對包含晶圓W之周端部的區域進行曝光處理(圖19)。
曝光後的晶圓W，係藉由介面臂22、23，被搬送於塔柱T2、T4間，並被搬送至與單位區塊E5相對應之塔柱T2的收授模組TRS51，藉由搬送臂F5，依加熱模組15→顯像模組18的順序被搬送，而進行顯像處理。如上述，由於在晶圓W的周端部，以可抑制聚焦面75與光阻膜73之表面之偏離的方式進行曝光，因此，在晶圓W的周端部，以CD成為設計值的方式，形成有光阻圖案76(圖20)。然後，晶圓W，係依搬送臂F5→加熱模組15→塔柱T1之收授模組TRS5→搬送機構13的順序被搬送，藉由搬送機構13，返回到載體C。另外，在晶圓W被分別搬送至單位區塊E2、E4、E6而進行處理時，係使用搬送臂F2、F4、F6，針對塔柱T1、T2之收授模組TRS，使用與單位區塊E2、E4、E6相對應之高度的模組以代替與單位區塊E1、E3、E5相對應之高度的模組。
根據該塗佈、顯像裝置1，基於藉由攝像模組5從側方對晶圓W之側端部進行拍攝所獲得的圖像資料64，取得晶圓W之表面的周端部中沿著該晶圓W之徑方向之高度的分布，以基於所取得之高度的分布，矯正該周 端部之高度之下降的方式，在SOC膜形成模組3設定風門39的開合度，形成SOC膜。而且，像這樣的SOC膜形成後，由於在該SOC膜上層積光阻膜，因此，針對光阻膜的表面，可抑制晶圓W之周端部之高度的下降。作為其結果，可抑制曝光時之聚焦面與光阻膜的偏離，並在晶圓W的周端部，可抑制光阻圖案之CD成為異常的情形。
又，在該塗佈、顯像裝置1中，係基於藉由對晶圓W的側面進行拍攝之攝像機58所取得的圖像資料61，修正藉由攝像機59所取得的圖像資料64，基於該修正後的圖像資料64，取得晶圓W之周端部之高度位置的分布。如此，由於控制部100，係可更正確地掌握該傾斜面10之高度位置的分布，因此，能以使晶圓W之周端部之表面的平坦性更確實提高的方式，形成SOC膜。
然而，上述之晶圓W的周端部中沿著徑方向之傾斜面10之高度位置的分布，係不限於藉由來自攝像機59的圖像資料來取得。例如，在塗佈、顯像裝置1設置模組，該模組，係具備有如圖21所示之反射型之雷射式的變位感測器66。該變位感測器66，係對垂直下方照射雷射，並且接收在晶圓W反射的雷射。變位感測器66，係以可沿著晶圓W之徑方向而在載置於模組內的載置部之晶圓W之端部上移動的方式，連接於未圖示的移動機構。而且，從變位感測器66一面對包含有傾斜面10之晶圓W的周端部上照射雷射，該變位感測器66一面移動。基於該移動中之變位感測器66的受光，控制部100 取得晶圓W表面的周端部之高度分布。
另外，不限於在變位感測器66的移動中連續地照射雷射，亦可在移動中間歇地對傾斜面10照射雷射，取得隔著傾斜面10之間隔之複數個各位置的高度，基於此而決定SOC膜的膜厚分布。又，由於SOC膜，係藉由旋轉塗佈進行成膜，因此，周方向中之各位置的膜厚則相等。因此，在使變位感測器66沿著晶圓W的徑方向移動時，不限於使晶圓W靜止，亦可使晶圓W旋轉而進行周端部之表面之高度分布的取得。
又，在上述的塗佈、顯像裝置1中，以與傾斜面10之高度分布相對應的方式，越朝向周端而越不加厚光阻膜的膜厚，係因為像這樣當光阻膜之面內各部的厚度變動時，光阻圖案之CD亦在面內各部變動的緣故。但是，亦可基於晶圓W之周端部的高度分布，如上述的SOC膜般，以越朝向周端越加厚的方式，形成反射防止膜以代替SOC膜，使反射防止膜之周端部的表面變得平坦。又，不單是反射防止膜及SOC膜之一方的膜厚分布，亦可基於所取得之晶圓W之周端部的高度分布，調整SOC膜及反射防止膜的膜厚分布兩者。
然而，由於反射防止膜，係在光微影的後工程即蝕刻工程中，被使用作為硬遮罩，因此，當其厚度較大時，蝕刻所致之去除需花費較多時間，因而存在有被要求使膜厚較減小的情形。但是，由於SOC膜為有機膜，因此，針對膜厚較大的部位，亦可藉由使用了氧氣的電漿 處理，迅速地進行去除。因此，與僅針對SOC膜及反射防止膜中的反射防止膜調整膜厚分布相比，僅針對SOC膜僅調整膜厚分布或調整SOC膜及反射防止膜的膜厚分布兩者，以抑制反射防止膜之膜厚的增大為較佳。
然而，SOC膜之膜厚分布的調整，係不限於藉由前述之風門39的開合度來調整。圖22，係表示在SOC膜形成模組3中設置有整流板81的例子。整流板81，係以覆蓋晶圓W之周緣部的方式，構成為沿著該周緣部的環狀。又，藉由升降機構82，整流板81，係構成為可升降。該整流板81，係在前述之藥液的藥液乾燥期間，配置於從晶圓W之表面往上方離開若干的高度位置。如圖中虛線的箭頭所示，從整流板81之中央的開口部流向整流板81的下面，更一邊被曝露於沿著晶圓W之徑方向而在整流板81的下面與旋轉之晶圓W的表面之間流動的排氣流，一邊使晶圓W之周端部的藥液乾燥而形成SOC膜71。
由於整流板81與晶圓W的表面之距離越小，在晶圓W之周端部流動之排氣流的流速越大，且藥液越快乾燥，因此，可更增大晶圓W之周端側之SOC膜的膜厚。亦即，以變更整流板81之高度的方式，可變更晶圓W的周端之SOC膜71的膜厚分布。因此，在藥液乾燥期間中，將整流板81配置於與所取得之晶圓W之周端部之高度分布相對應的高度，進行晶圓W表面之藥液的乾燥，藉此，可在晶圓W之周端部形成垂邊被加以抑制的 SOC膜71。
又，為了調整SOC膜的膜厚分布，係不限於控制晶圓W之周端部的排氣流。如圖23所示的SOC膜形成模組3，係在保持於旋轉夾盤31之晶圓W的周端部上，具備有由對垂直下方照射光之LED所構成的光照射部83。該光照射部83，係藉由對晶圓W照射光的方式，局部地加熱晶圓W的周端部。而且，光照射部83所致之光的照射強度，係調整自如，照射強度越大，晶圓W的周端部成為越高的溫度，藥液的乾燥便迅速地進行。因此，在藥液乾燥期間中，以與所取得之晶圓W之周端部之高度分布相對應的照射強度，從光照射部83對旋轉之晶圓W的周端部照射光，加熱使晶圓W的周端部成為因應該高度分布的溫度，藉此，可在晶圓W之周端部形成垂邊被加以抑制的SOC膜71。
又，如圖24所示的SOC膜形成模組3，係具備有噴嘴46，該噴嘴46，係可對晶圓W的周端部局部地吐出SOC膜形成用之藥液。圖中47，係介設於連接噴嘴46與藥液供給源43之藥液供給管48之藥液的流量調整部。如上述，在藉由旋轉塗佈對晶圓W的表面整體塗佈藥液，使該藥液乾燥而形成SOC膜後，從噴嘴46對旋轉的晶圓W供給藥液。亦即，在圖24的SOC膜形成模組3中，係在晶圓W的周端部重疊地塗佈SOC膜形成用之藥液。在該重複塗佈時，基於所取得之晶圓W之周端部的高度分布，控制流量調整部47所致之供給至噴嘴46之藥 液的流量及晶圓W的旋轉數，進行朝周端部之藥液的塗佈，以便成為垂邊被加以抑制的膜厚。又，除了上述的手法以外，亦可基於傾斜面10的高度分布，設定藥液乾燥期間中之晶圓W的旋轉數，藉此，抑制SOC膜的周端部之垂邊。
前述的各裝置構成例，係可組合而進行實施。雖表示關於藉由例如風門39之開合度的調整或調整來自光照射部83之照射量的方式，加以調整SOC膜之膜厚分布的手法，但亦可藉由變更風門39之開合度、來自光照射部83之照射量兩者的方式，加以調整SOC膜之膜厚分布。
(評估試驗)
說明關於與本發明相關連而進行的評估試驗1。針對周端部具有如圖25之曲線圖所示之高度分布的晶圓W，形成SOC膜、反射防止膜、光阻膜，進行曝光、顯像，以形成光阻圖案。曲線圖的橫軸、縱軸，係分別與圖7的曲線圖相同地表示從晶圓W之中心起的距離、垂邊量。又，在該評估試驗1所使用的晶圓W，係研磨晶圓。但是，在該評估試驗1中，各膜的膜厚，係與前述的實施形態不同，且在晶圓W的面內整體，成膜為均勻的。光阻圖案形成後，係測定晶圓W之面內的CD。
圖26的曲線圖，係表示CD的測定結果。曲線圖的橫軸、縱軸，係分別表示從晶圓W之中心的距離 (單位：mm)、CD(單位：nm)。如圖26的曲線圖所示，該評估試驗1所使用的晶圓W，係當從中心側朝向周端部觀察時，垂邊量雖為0mm，直至從晶圓W之中心起的距離達到145mm為止，但當比145mm更外側時，垂邊量的絕對值會逐漸變大。而且，當從晶圓W之中心側朝向周端部觀察圖26的曲線圖時，CD雖以大致相同的值進行推移，直至從晶圓W之中心起的距離達到145mm為止，但當比145mm更外側時，可觀察到CD之下降。如此一來，從評估試驗1的結果，確認到CD之變動對應於垂邊量的情形。因此，以在前述之發明之實施形態所說明的手法抑制垂邊，藉此，抑制CD的變動為有效的。
10‧‧‧傾斜面
71‧‧‧SOC膜
72‧‧‧反射防止膜
73‧‧‧光阻膜
W‧‧‧晶圓

Claims (14)

  1. 一種基板處理方法，其特徵係，具備有：針對基板之表面的周端部，取得沿著該基板之徑方向之高度的分布之工程；其次，以基於前述高度的分布，矯正前述周端部之高度之下降的方式，在前述基板的表面整體形成下層膜之工程；及接著，在前述下層膜的表面整體形成光阻膜之工程。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中，取得前述高度的分布之工程，係基於前述第1圖像資料而進行，該第1圖像資料，係使用第1攝像機構，對載置於第1載置部之前述基板的側端部進行拍攝所取得。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理方法，其中，取得前述高度的分布之工程，係檢測載置於前述第1載置部之前述基板的端部之相對於上下方向之基準位置的位置偏移，基於該位置偏移而進行。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理方法，其中，前述位置偏移之檢測，係基於第2圖像資料而進行，該第2圖像資料，係藉由第2攝像機構，對載置於前述第1載置部之前述基板的側面進行拍攝所取得。
  5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之基板處理方法，其中，形成前述下層膜之工程，係包含有：藥液供給工程，將用以形成下層膜的藥液供給至載置 於設置在罩杯內之第2載置部之基板之表面的中心部；旋轉工程，使第2載置部旋轉，藉由離心力，使前述藥液朝該基板之表面的周緣部伸展，並且使前述藥液乾燥；及調整工程，在前述旋轉工程的實施中，因應前述高度之分布，調整該基板的周端部之藥液的乾燥速度。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理方法，其中，前述調整工程，係具備有：排氣工程，以因應前述高度之分布的排氣量，對罩杯內進行排氣。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之基板處理方法，其中，前述調整工程，係具備有為了設成為因應前述高度之分布的溫度，而局部地加熱前述基板之周端部的工程。
  8. 如申請專利範圍第5或6項之基板處理方法，其中，前述調整工程，係具備有在因應前述高度之分布的高度，配置設置於基板上之整流構件的工程。
  9. 一種基板處理裝置，其特徵係，具備有：高度分布取得模組，用以針對基板之表面的周端部，取得沿著該基板之徑方向之高度的分布；及下層膜形成模組，以基於前述高度的分布，矯正前述周端部之高度之下降的方式，在前述基板的表面整體形成設置於光阻膜之下層的下層膜。
  10. 如申請專利範圍第9項之基板處理裝置，其中， 前述高度分布取得模組，係具備有：第1載置部，載置前述基板；及第1攝像機構，用以對載置於前述第1載置部之前述基板的側端部進行拍攝，取得第1圖像資料，且設置有用以基於前述第1圖像資料來取得前述高度之分布的演算部。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板處理裝置，其中，前述高度分布取得模組，係具備有：位置偏移檢測機構，用以檢測載置於前述第1載置部之前述基板的端部之相對於上下方向之基準位置的位置偏移，前述演算部，係基於前述位置偏移來取得前述高度之分布。
  12. 如申請專利範圍第11項之基板處理裝置，其中，前述位置偏移檢測機構，係具備有：第2攝像機構，用以對載置於前述第1載置部之前述基板的側面進行拍攝，取得第2圖像資料，前述演算部，係基於前述第2圖像資料來取得前述高度之分布。
  13. 如申請專利範圍第9~12項中任一項之基板處理裝置，其中，前述下層膜形成模組，係具備有： 設置於罩杯內之前述基板的第2載置部；噴嘴，將用以形成前述下層膜的藥液供給至前述基板之表面的中心部；旋轉機構，用以使前述第2載置部旋轉，藉由旋轉之前述基板的離心力，使前述藥液朝基板的周緣部伸展，進一步使前述藥液乾燥而形成下層膜；及調整機構，在前述基板的旋轉中，因應前述高度之分布，調整該基板的周端部之藥液的乾燥速度。
  14. 一種記憶媒體，係儲存有在基板形成設置於光阻膜之下層的下層膜之基板處理裝置所使用的電腦程式，該記憶媒體，其特徵係，前述程式，係組入有為執行如申請專利範圍第1~8項中任一項之基板處理方法的步驟。
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