WO2007132758A1

WO2007132758A1 - 基板の処理方法、プログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、及び基板処理システム

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Publication number: WO2007132758A1
Application number: PCT/JP2007/059722
Authority: WO
Inventors: Heiko Weichert; Kunie Ogata; Tsuyoshi Shibata
Original assignee: Tokyo Electron Limited
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2007-11-22
Also published as: US7884950B2; JP4319201B2; JP2007311469A; US20090181316A1

Abstract

　塗布現像処理システム内に設置されたパターン測定装置内において、スキャトロメトリー法を用いて基板上に形成されたパターンの高さが測定される。測定されたパターンの高さに基づいて、塗布液の塗布の際の基板の適正回転数が算出され、算出されたウエハの回転数によって、塗布時の基板の回転が制御される。基板に塗布液を塗布する際の基板の回転数が制御されるので、基板に対するフォトリソグラフィー処理を行うシステムを停止させる必要がなく、基板の生産性が向上する。

Description

明細書

基板の処理方法、プログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、及び基板処理システム

技術分野

[0001] 本発明は、基板の処理方法、プログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、及び基板処理システムに関する。

背景技術

[0002] 例えば半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフィー処理では、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てレジスト膜を形成するレジスド塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、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、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、ウェハ上に所定のレジストのパターンが形成される。

[0003] ウェハ上にレジスト液を塗布する方法としては、従来より例えばスピンコート法と呼ばれる方法が用いられてきた。スピンコート法とは、ウェハをスピンチャックと呼ばれる円盤状の保持部材上に吸着保持し、このウェハのほぼ中心に溶液状のレジスト液を吐出し、その後、このスピンチャックを回転する方法である。スピンチャックを回転することにより、中心に供給されたレジスト液は遠心力によって拡散し、ウェハ表面全体に塗布される。

[0004] 所定のフォトリソグラフィー処理を好適に実施するためには、ウェハ上に塗布されたレジスト膜が所定の膜厚であることが重要である。そこで従来より、例えばレジスト膜に所定のパターンを露光する前にウェハ上のレジスト膜の膜厚を測定し、所定の許容値を超えた場合には、その測定結果に基づいて、例えばレジスト液の塗布を行うレジスト塗布装置のスピンチャックの回転数を補正することが行われてヽる（特許文献 1

) o

特許文献 1 :日本国特開 2001— 196298号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0005] し力しながら、このようなレジスト膜の膜厚測定を実施するためには、ウェハ上に平坦な領域が必要であるが、フォトリソグラフィー処理が行われた後の製品用ウェハ上には、レジストのパターンが形成されているため、正しい膜厚を測定することができなかった。

そこで従来は、製品用ウェハに対するフォトリソグラフィー処理を行うシステムを停止して、テスト用ウェハをフォトリソグラフィー処理が行われるシステムに流して、ウェハ上にレジスト膜が形成された後、パターンの露光前に、このテスト用ウェハの膜厚を測定していた。その後、このテスト用ウェハのレジスト膜の膜厚の測定結果に基づいて、例えば膜厚が所定の許容値を超えた場合には、前記システム内のレジスト塗布装置内のウェハの回転数 (スピンチャックの回転数)を補正するようにしている。この場合、テスト用ウェハのレジスト膜の膜厚の測定中には、前記したように製品用ゥェハに対するフォトリソグラフィー処理を行うシステムを停止しているので、ウェハの生産性が低下していた。

[0006] 本発明は、カゝかる点に鑑みてなされたものであり、ウェハ等の基板に塗布液を塗布する際の基板の回転数を制御する場合でも、フォトリソグラフィー処理を行うシステムを停止させる必要をなくして、基板の生産性を向上させることを目的としている。課題を解決するための手段

[0007] 前記目的を達成するため、本発明においては、基板を回転させて、基板上に塗布液を塗布する工程を有し、基板にフォトリソグラフィー処理を行う基板の処理方法であつて、基板上に形成された所定のパターンの高さを測定する工程と、前記所定のパターンの高さに基づいて、少なくとも前記塗布液を塗布する工程における基板の回転数、回転時間、又は回転加速度のいずれかを制御する工程と、を有している。

[0008] 発明者らの知見によれば、フォトリソグラフィー処理の終了後の基板上に形成された所定のパターンの高さは、レジスト膜の膜厚とほぼ一定の相関関係があることが分かった。したがって、本発明においては、フォトリソグラフィー処理後のパターンの高さを測定し、その測定結果に基づいて、少なくとも塗布液を塗布する工程における基板の回転数、回転時間、又は回転加速度のいずれかを制御する。

例えばパターンの高さの測定結果が所定の許容値を超えた場合には、制御部において、少なくとも前記の基板の回転数、回転時間、又は回転加速度のいずれかを補正する。これにより、従来のように前記の基板の回転数を制御するために、テスト用の基板を別途フォトリソグラフィー処理システムに流してレジスト膜の膜厚を測定する必要がない。したがって、製品用の基板のフォトリソグラフィー処理を行うシステムを停止する必要をなくして、基板の生産性を向上させることができる。

[0009] 前記所定のパターンの高さの測定は、スキヤトロメトリー法を用いてもょ、。ここで、スキヤトロメトリー（Scatterometry)法とは、次のような方法である。任意のパターン形状に対して、例えばレジストの光学定数やレジストのパターン形状、構造等の既知の情報に基づいて、例えばパターンの高さや、パターンの高さの異なる複数の計算上の光強度分布を算出して、そのライブラリをパターンの高さの情報も含めて予め作成する。そして、測定対象である実際のパターンに光を照射し、そのパターンから反射する反射光の強度分布を測定する。その測定結果と前記のライブラリの計算上の光強度分布とをマッチングし、光強度分布が適合したライブラリ内のパターンの高さを、実際のパターンの高さと推定する方法である。この方法を用いることにより、基板上に形成されるパターンが微細化した場合でも、前記ライブラリを利用したパターンマッチングによって、基板上の所定のパターンの高さの測定が可能となる。また、パターンの高さの測定の際に、パターンの粗度 (LWR)、縮小度（Shrink)等の情報が含まれる CD— SEM法と比べて、スキヤトロメトリー法においてはこれらの情報が含まれな、ために、測定されるパターンの高さの精度が良、。

[0010] 前記所定のパターンの高さの測定は、基板毎に行ってもよい。これにより、基板上に塗布液を塗布する工程において、少なくとも基板の回転数、回転時間、又は回転加速度のいずれかの補正の精度が次第に向上し、フォトリソグラフィー処理が行われた後の基板上に形成される所定のパターンの精度が向上する。

[0011] 前記の基板の処理方法は、例えばコンピュータによって制御するためのコンビユータプログラムと具体化されてもよい。このコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されて、てもよ、。

[0012] また別な観点によれば、本発明によれば、基板を回転させて、基板上に塗布液を塗布する塗布装置と、基板上に所定のパターンを現像する現像装置と、を有する基板処理システムであって、前記所定のパターンの高さに基づいて、少なくとも前記塗布装置内の基板の回転数、回転時間、又は回転加速度のいずれかを制御する制御部を有している。

[0013] 前記所定のパターンの高さはパターン測定装置によって測定され、当該パターン測定装置はスキヤトロメトリー法によって測定するものであってもよい。

[0014] 前記パターン測定装置は、前記基板処理システム内に設置されていてもよい。これにより、フォトリソグラフィー処理が行われた後の基板上に形成される所定のパターン高さをインラインで測定することができ、円滑に基板の処理を行うことができる。発明の効果

[0015] 本発明によれば、フォトリソグラフィー処理が行われた後、基板上に形成される所定のパターンの高さから、少なくとも塗布液を塗布する工程における基板の回転数、回転時間、又は回転加速度のいずれかを制御するようにしたので、従来実施されていたテスト用ウェハを用いての基板上のレジスト膜の膜厚測定を行う必要がない。したがって、フォトリソグラフィー処理を行うシステムを停止する必要がなぐ基板の生産性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]実施の形態に力かるパターン測定装置を搭載した、塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。

[図 2]本実施の形態に力かる塗布現像処理システムの正面図である。

[図 3]本実施の形態に力かる塗布現像処理システムの背面図である。

[図 4]本実施の形態にかかるパターン測定装置、制御部及びレジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。

[図 5]パターン上に照射された光の反射を示す説明図である。

[図 6]パターンの高さの測定方法についてのフローである。

符号の説明

[0017] 1 塗布現像処理システム

20 パターン測定装置

40、 41、 42 レジスド塗布装置 50、 51、 52、 53、 54 現像処理装置

130 制御部

W ウェハ

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図 1は、本実施の形態に力かる基板処理システムとしての塗布現像処理システム 1の構成の概略を示す平面図であり、図 2は、塗布現像処理システム 1の正面図であり、図 3は、塗布現像処理システム 1の背面図である。

[0019] 塗布現像処理システム 1は、図 1に示すように例えば 25枚のウェハ Wをカセット単位で外部力塗布現像処理システム 1に対して搬入出したり、カセット Cに対してゥェハ Wを搬入出したりするカセットステーション 2と、ウェハ Wに対し所定の検査を行う検査ステーション 3と、フォトリソグラフィー工程の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を多段に配置して、る処理ステーション 4と、この処理ステーション 4に隣接して設けられている露光装置（図示せず）との間でウエノ、 Wの受け渡しをするインターフェイス部 5とを一体に接続した構成を有している。

[0020] カセットステーション 2では、カセット載置台 6が設けられ、当該カセット載置台 6は、複数のカセット Cを X方向（図 1中の上下方向）に一列に載置自在になっている。カセットステーション 2には、搬送路 7上を X方向に沿って移動可能なウェハ搬送体 8が設けられている。ウェハ搬送体 8は、カセット Cに収容されたウェハ Wのウェハ配列方向 (Z方向；鉛直方向）にも移動自在であり、カセット C内に上下方向に配列されたゥェハ Wに対して選択的にアクセスできる。ウェハ搬送体 8は、鉛直方向の軸周り（ Θ方向）に回転可能であり、後述する検査ステーション 3側の受け渡し部 10に対してもァクセスでさる。

[0021] カセットステーション 2に隣接する検査ステーション 3には、本発明に力かるパターン測定装置 20が設けられている。パターン測定装置 20は、例えば検査ステーション 3 の X方向負方向（図 1の下方向）側に配置されている。検査ステーション 3のカセットステーシヨン 2側には、カセットステーション 2との間でウェハ Wを受け渡しするための受け渡し部 10が配置されている。この受け渡し部 10には、例えばウェハ Wを載置する載置部 10aが設けられている。パターン測定装置 20の X方向正方向（図 1の上方向）には、例えば搬送路 11上を X方向に沿って移動可能なウェハ搬送装置 12が設けられている。ウェハ搬送装置 12は、例えば上下方向に移動可能でかつ Θ方向にも回転自在であり、パターン測定装置 20、受け渡し部 10及び処理ステーション 4側の後述する第 3の処理装置群 G3の各処理装置に対してアクセスできる。

[0022] 検査ステーション 3に隣接する処理ステーション 4は、複数の処理装置が多段に配置された、例えば 5つの処理装置群 G1〜G5を備えている。処理ステーション 4の X 方向負方向（図 1中の下方向）側には、検査ステーション 3側から第 1の処理装置群 G 1、第 2の処理装置群 G2が順に配置されている。処理ステーション 4の X方向正方向 (図 1中の上方向）側には、検査ステーション 3側から第 3の処理装置群 G3、第 4の処理装置群 G4及び第 5の処理装置群 G5が順に配置されて、る。第 3の処理装置群 G 3と第 4の処理装置群 G4の間には、第 1の搬送装置 30が設けられている。第 1の搬送装置 30は、第 1の処理装置群 Gl、第 3の処理装置群 G3及び第 4の処理装置群 G 4内の各装置に対しアクセスしてウェハ Wを搬送できる。第 4の処理装置群 G4と第 5 の処理装置群 G5の間には、第 2の搬送装置 31が設けられている。第 2の搬送装置 3 1は、第 2の処理装置群 G2、第 4の処理装置群 G4及び第 5の処理装置群 G5に対して選択的にアクセスしてウェハ Wを搬送できる。

[0023] 図 2に示すように第 1の処理装置群 G1には、ウェハ Wに所定の液体を供給して処理を行う液処理装置、例えばウェハ Wにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置 40、 41、 42、露光処理時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティング装置 43、 44が下力も順に 5段に重ねられている。第 2の処理装置群 G2には、液処理装置、例えばウェハ Wに現像液を供給して現像処理する現像処理装置 50〜54が下力も順に 5段に重ねられている。また、第 1の処理装置群 G1及び第 2の処理装置群 G2の最下段には、各処理装置群 Gl、 G2内の前記液処理装置に各種処理液を供給するためのケミカル室 60、 61がそれぞれ設けられている。

[0024] 例えば図 3に示すように第 3の処理装置群 G3には、温調装置 70、ウェハ Wの受け渡しを行うためのトランジシヨン装置 71、精度の高い温度管理下でウェハ W温度調節する高精度温調装置 72〜74及びウェハ Wを高温で加熱処理する高温度熱処理装置 75〜78が下力も順に 9段に重ねられている。

[0025] 第 4の処理装置群 G4では、例えば高精度温調装置 80、レジスド塗布処理後のゥェハ Wを加熱処理するプリべ一キング装置 81〜84及び現像処理後のウェハ Wを加熱処理するポストべ一キング装置 85〜89が下力も順に 10段に重ねられている。

[0026] 第 5の処理装置群 G5では、ウェハ Wを熱処理する複数の熱処理装置、例えば高精度温調装置 90〜93、ポストェクスポージャーべ一キング装置 94〜99が下から順に 10段に重ねられている。

[0027] 図 1に示すように第 1の搬送装置 30の X方向正方向側には、複数の処理装置が配置されており、例えば図 3に示すようにウェハ Wを疎水化処理するためのアドヒージョン装置 100、 101、ウェハ Wを加熱処理する加熱処理装置 102、 103が下力順に 4 段に重ねられて、る。図 1に示すように第 2の搬送装置 31の X方向正方向側には、例えばウェハ Wのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置 104が配置されている。

[0028] インターフェイス部 5には、例えば図 1に示すように X方向に向けて延伸する搬送路 110上を移動するウェハ搬送体 111と、バッファカセット 112が設けられている。ゥェハ搬送体 111は、 Z方向に移動可能でかつ Θ方向にも回転可能であり、インターフエイス部 5に隣接した露光装置（図示せず)と、ノッファカセット 112及び第 5の処理装置群 G5に対してアクセスしてウェハ Wを搬送できる。

[0029] 次に上述のパターン測定装置 20の構成について説明する。パターン測定装置 20 は、例えば図 4に示すように内部を閉鎖可能なケーシング 20aを有している。ケーシング 20a内には、ウェハ Wを水平に載置する載置台 121が設けられている。載置台 1 21は、例えば X— Yステージを構成しており、水平面上で X方向と Y方向に移動できる。載置台 121の上方には、載置台 121上に載置されたウェハ Wに対して斜方向から光を照射する光照射部 122と、光照射部 122から照射された光のウェハ Wで反射した光を検出する検出部 123が設けられている。

[0030] 図 5に基づいてより詳細に説明すると、光照射部 122から照射された光は、ウェハ W上のパターンに反射し、検出部 123に到達する。検出部 123で検出した光の情報は、測定部 124に出力される。この光の情報には、例えば光の回折次数、波長、入射角 Θ等が含まれる。測定部 124は、取得した光の情報に基づいて、ウェハ W上に形成されている所定のパターン力反射した反射光の光強度分布を測定することができる。なお、光照射部 122としては例えば白色光を発するキセノンランプが用いられ、検出部 123としては例えば CCDカメラ等を用いられている。また、本実施の形態において、光は光照射部 122から斜め方向に照射されてウェハ W上のパターンで反射している力光を光照射部 122から垂直方向に照射してウェハ W上のパターンで反射させてもよい。

[0031] パターン測定装置 20は、例えばパターンの高さ Hを測定するための情報の処理を行う制御機構 125を備えている。制御機構 125は、例えば算出部 126、記憶部 127 及び解析部 128を有している。算出部 126では、記憶部 127のライブラリに記憶されるべき情報が算出される。算出部 126では、例えばレジストの光学定数やレジストのパターン形状、構造等の既知の情報に基づいて、パターンの高さが計算され、さらにノターンの高さの異なる複数の仮想パターン力反射する反射光の計算上の各光強度分布が算出される。記憶部 127では、算出部 126で算出された前記仮想パターンに対する計算上の各光強度分布を記憶して、そのライブラリがパターンの高さの情報も含めて作成される。

[0032] 測定部 124で測定されたウェハ W上の実際のパターンに対する光強度分布は、解析部 128に出力される。解析部 128では、測定部 124から出力された実際のパターンの光強度分布と前記記憶部 127のライブラリ内に記憶されて、る仮想パターンの光強度分布とを照合し、光強度分布が適合する仮想パターンを選択し、その仮想パターンの高さを実際のパターンの高さ Hと推定してパターンの高さ Hが測定される。

[0033] 次に上述のレジスト塗布装置の構成 40、 41、 42について説明する。レジスト塗布装置 40は、例えば図 4に示すように内部を閉鎖可能なケーシング 40aを有している。ケーシング 40a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 141 が設けられている。スピンチャック 141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 141上に吸着保持できる。 [0034] スピンチャック 141は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構 142により、所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構 142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 141は上下動可能である。

[0035] スピンチャック 141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 143が設けられている。カップ 143の下面には、回収した液体を排出する排出管 144と、カップ 143内の雰囲気を排気する排気管 145が接続されている。排気管 145は、ポンプなどの負圧発生装置（図示せず）に接続されており、カップ 14 3内の雰囲気を強制的に排気できる。

[0036] ウェハ Wの上方には、レジスト液を吐出するノズル 146が設けられている。ノズル 14 6は、駆動機構（図示せず）によって水平方向および上下方向に移動可能である。

[0037] なお、レジスト塗布装置 41、 42の構成は、上述のレジスト塗布装置 41と同様であるので、説明を省略する。

[0038] パターン測定装置 20で測定されたウェハ W上のパターンの高さ Hは、例えば図 1 に示す塗布現像処理システム 1の制御部 130に出力される。制御部 130は、取得したパターンの高さ Hに基づいて、レジスト塗布装置 40におけるウェハ Wの回転数（レジスト塗布装置 40のスピンチャック 141の回転数）を制御している。例えばパターンの高さ Hがウェハ Wの許容値を上回る場合にはレジスト塗布装置 40内のウェハ Wの回転数を増加させるようにウェハ Wの回転数の補正値を算出している。また、例えばパターンの高さ Hがウェハ Wの許容値を下回る場合にはレジスト塗布装置 40内のゥエノ、 Wの回転数を減少させるようにウェハ Wの回転数の補正値を算出して!/、る。

[0039] 制御部 130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、レジスト塗布装置 40内のウェハ Wの回転数を制御するプログラムが格納されている。これに加えて、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送体などの駆動系の動作を制御して、後述する塗布現像処理システム 1 の所定の作用、すなわちウェハ Wへのレジスト液の塗布、現像、加熱処理、ウェハ W の受け渡し、各ユニットの制御などを実現させるためのプログラムも格納されて、る。なお、このプログラムは、例えばノヽードディスク、コンパクトディスク、マグネットォプティカルディスク、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録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体力制御部 130にインストールされたものであってもよい。

[0040] 本実施の形態に力かる塗布現像処理システム 1は以上のように構成されており、次にこの塗布現像処理システム 1で行われるウェハ処理について説明する。

[0041] 先ず、図 1に示すウェハ搬送体 8によって、カセット載置台 6上のカセット C内力未処理のウェハ Wがー枚取り出され、検査ステーション 3の受け渡し部 10に受け渡される。受け渡し部 10に受け渡されたウェハ Wは、ウェハ搬送装置 12によって処理ステーシヨン 4の第 3の処理装置群 G3に属する温調装置 70に搬送される。温調装置 70 に搬送されたウェハ Wは、所定温度に温度調節され、第 1の搬送装置 30によってボトムコーティング装置 43に搬送され、反射防止膜が形成される。反射防止膜が形成されたウェハ Wは、第 1の搬送装置 30によって加熱処理装置 102、高温度熱処理装置 75、高精度温調装置 80に順次搬送され、各処理装置において所定の処理が施される。その後ウェハ Wは、第 1の搬送装置 30によってレジスト塗布装置 40に搬送される。

[0042] レジスト塗布装置 40に搬送されたウェハ Wは、先ず図 4に示すようにスピンチャック 71に吸着保持される。次にノズル 146がウェハ Wの中心部の上方まで移動する。その後、チャック駆動機構 142によってスピンチャック 141上のウェハ Wが回転し、ノズル 146からウェハ W上にレジスト液が吐出される。ウェハ W上のレジスト液は、遠心力により広げられ、ウェハ Wの表面に所定のレジスト膜が形成される。

[0043] レジスト膜が形成されたウエノ、 Wは、第 1の搬送装置 30によってプリべ一キング装置 81に搬送され、加熱処理が施された後、第 2の搬送装置 31によって周辺露光装置 104、高精度温調装置 93に順次搬送され、各装置において所定の処理が施される。その後、インターフェイス部 5のウェハ搬送体 111によって露光装置（図示せず）に搬送され、ウェハ W上のレジスト膜に所定のパターンが露光される。露光処理の終了したウェハ Wは、ウェハ搬送体 111によってポストェクスポージャーべ一キング装置 94に搬送され、所定の処理が施される。

[0044] ポストェクスポージャーべ一キング装置 94における熱処理が終了すると、ウェハ W は第 2の搬送装置 31によって高精度温調装置 81に搬送されて温度調節される。その後、現像処理装置 30に搬送され、ウェハ W上に現像処理が施され、レジスト膜にパターンが形成される。その後ウェハ Wは、第 2の搬送装置 31によってポストべーキング装置 85に搬送され、加熱処理が施された後、第 1の搬送装置 30によって高精度温調装置 72に搬送され温度調節される。そしてウェハ Wは、第 1の搬送装置 30によつてトランジシヨン装置 71に搬送され、ウェハ搬送装置 12によって検査ステーション 3のパターン測定装置 20に搬送される。パターン測定装置 20内では、後述する例えばウェハ W上のパターンの高さ Hの測定が行われる。

[0045] そして、パターン測定装置 20内で例えばパターンの高さ Hの測定が終了したゥェハ Wは、ウェハ搬送装置 12によって受け渡し部 10に受け渡され、受け渡し部 10からウェハ搬送体 8によってカセット Cに戻され、塗布現像処理システム 1における一連のパターン形成処理が終了する。

[0046] 次に、パターン測定装置 20内で行われるウェハ W上に形成されたパターンの高さ Hの測定方法について、説明する。図 6は、パターンの高さ Hの測定方法についてのフローを示している。パターン測定装置 20に搬送されたウェハ Wは、図 4に示すように載置台 121上に載置され、ウェハ W上に形成されているパターンに光照射部 122 から光が照射される (ステップ Sl)。検出部 123は、パターンからの反射光を検出する (ステップ S2)。測定部 124では、その反射光の光強度分布が測定される (ステップ S3)。この実際のパターンに対する光強度分布は、制御機構 125に出力される (ステップ S4)。制御機構 125では、算出部 126において予め複数の仮想パターンに対する計算上の光強度分布を算出し、記憶部 127において前記仮想パターンに対する光強度分布を記憶して、そのライブラリが作成されている。そして、解析部 128において、実際のパターンに対する光強度分布とライブラリ内の仮想パターンに対する光強度分布が照合される (ステップ S5)。そして、適合する仮想パターンの高さが実際のパターンの高さ Hと推定される。このようにして、ウェハ W上のパターンの高さ Hが測定される（ステップ S6)。この方法を用いると、ウェハ W上のパターンが微細化した場合でも、前記ライブラリを利用したパターンの照合によって、パターンの高さ Hを測定することができる。

[0047] パターン測定装置 20で測定されたウェハ Wのパターン高さは、図 4に示すように制御部 130に出力される。制御部 130では、例えば取得したパターンの高さ Hがウェハ Wの許容値を上回る場合にはレジスト塗布装置 40内のウェハ Wの回転数を増加させるようにウェハ Wの回転数の補正値を算出している。また、例えばパターンの高さ Hがウェハ Wの許容値を下回る場合にはレジスト塗布装置 40内のウェハ Wの回転数を減少させるようにウェハ Wの回転数の補正値を算出している。算出されたウェハ Wの回転数の補正値は、レジスト塗布装置 40のチャック駆動機構 142に伝達され、スピンチャック 141を介してウェハ Wの回転数を制御することができる。

[0048] 発明者らの知見によれば、ウェハ W上のパターンの高さ Hは、従来測定していたレジスト膜の膜厚とほぼ一定の相関関係がある。したがって、制御部 130において、このパターンの高さ Hとレジスト液が塗布された後の膜厚との相関関係を利用して、パターンの高さ Hからレジスト塗布装置 40内のウェハ Wの回転数の補正値を算出している。そのため、レジスト膜の膜厚を測定する必要がない。

[0049] 以上のように、本実施の形態の塗布現像処理システム 1によると、パターン測定装置 20からウェハ W上に形成されるパターンの高さ Hを測定することができ、その測定結果に基づいて、制御部 130によって、レジスト塗布装置 40内のウェハ Wの回転数を制御することができる。

したがって、従来のようにレジスト塗布装置 40内のウェハ Wの回転数を制御するために、塗布現像処理システム 1内にテスト用ウェハを流してレジスト膜の膜厚を測定する必要がない。そのため、製品用ウェハのフォトリソグラフィー処理を行うシステムを停止させる必要をなくして、ウェハの所定の処理を円滑に行うことができ、ウェハの生産性を向上させることができる。

また、このようなウェハ W上のパターンの高さ Hの測定は、ウェハ W毎に行うことができる。これにより、レジスト塗布装置 40内のウェハ Wの回転数の補正の精度が次第に向上し、フォトリソグラフィー処理が行われた後のウェハ W上に形成されるパターンの精度が向上する。

[0050] 以上の実施の形態では、パターン測定装置 20は塗布現像処理システム 1の内側に設けられてヽたが、パターン測定装置 20は塗布現像処理システム 1の外側に設けられていてもよい。この場合、塗布現像処理システム 1内の所定の処理が終了し、力セットステーション 2から取り出されたウェハ Wは、塗布現像処理システム 1の外側に設けられたパターン測定装置 20によって、そのパターンの高さ Hが測定される。この場合においても、前記の実施の形態と同様に、ウェハ Wのパターンの高さ Hの測定結果を制御部 130に出力することにより、制御部 130内でレジスト塗布装置 40内のゥエノ、 Wの回転数の補正値を算出し、ウェハ Wの回転数を制御することができる。

[0051] また、以上の実施の形態では、パターン測定装置 20で測定されたウェハ Wのパターンの高さ Hに基づいて、レジスト塗布装置 40内のウェハ Wの回転数が制御される 1S スキヤトロメトリー法を用いたパターン測定装置 20では、ウェハ W上に形成される反射防止膜の膜厚も同時に測定することができる。ウェハ W上の反射防止膜は、ボトムコーティング装置 43内でウェハ Wを回転させて反射防止液を塗布することにより形成される。そこで前記の実施の形態と同様の方法で、パターン測定装置 20で測定された反射防止膜の膜厚に基づいて、ウェハ W上に反射防止膜を形成するボトムコーティング装置 43内のウェハ Wの回転数を制御するようにしてもよい。例えば測定された反射防止膜の膜厚を制御部 130に出力し、制御部 130にお、てボトムコーティング装置 43内のウェハ Wの回転数の補正値を算出して、ウェハ Wの回転数を制御してもよい。

また制御部 130における制御についても、上記実施の形態においてはウェハ Wの回転数のみを制御するようにしていた力これに限らずウェハ Wの回転時間、又は回転加速度のうち、いずれか 1つを制御してもよい。またこれらの回転数、回転時間、回転加速度のうち、 V、ずれか 2つ又は 3つを同時に制御するようにしてもょ、。

[0052] 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、本発明は力かる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外の FPD (フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。

産業上の利用可能性本発明は、例えば半導体ウェハ等の基板を処理するシステム内の基板上にレジスト膜を塗布する装置において、少なくとも塗布時における基板の回転数、回転時間、又は回転加速度の!/、ずれかを制御する際に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 基板を回転させて、基板上に塗布液を塗布する工程を有し、基板にフォトリソグラフィ一処理を行う基板の処理方法であって、

基板上に形成された所定のパターンの高さを測定する工程と、

前記所定のパターンの高さに基づいて、少なくとも前記塗布液を塗布する工程における基板の回転数、回転時間、又は回転加速度のいずれかを制御する工程と、を有する。

[2] 請求項 1に記載の基板の処理方法にお!、て、

前記所定のパターンの高さを測定する工程では、スキヤトロメトリー法が用いられる。

[3] 請求項 1に記載の基板の処理方法にお!、て、

前記所定のパターンの高さを測定する工程は、次の工程を含んでいる；

基板に形成されてヽるパターンに光を照射する工程、

ノターン力らの反射光を検出する工程、

反射光の光強度分布を測定する工程、

予めライブラリが作成された複数の仮想パターンに対する計算上の光強度分布と、前記反射光の光強度分布とを照合する工程、

適合する仮想パターンの高さを実際のパターンの高さと推定する工程。

[4] 請求項 1に記載の基板の処理方法にお!、て、

前記所定のパターンの高さを測定する工程は、基板毎に行われる。

[5] 基板を回転させて、基板上に塗布液を塗布する工程を有する基板の処理方法を基板処理システムで実行する際に、コンピュータによって制御するためのプログラムであって、

前記基板の処理方法は、基板にフォトリソグラフィー処理を行うものであり、さらに次の工程を含んでいる；

基板上に形成された所定のパターンの高さを測定する工程、

前記所定のパターンの高さに基づいて、前記塗布液を塗布する工程における基板の回転数、回転時間、又は回転加速度のいずれかを制御する工程。

[6] 基板を回転させて、基板上に塗布液を塗布する工程を有する基板の処理方法を基板処理システムで実行する際に、コンピュータによって制御するためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、

[7] 基板を回転させて、基板上に塗布液を塗布する塗布装置と、基板上に所定のパターンを現像する現像装置と、を有する基板処理システムであって、

前記所定のパターンの高さに基づいて、少なくとも前記塗布装置内の基板の回転数、回転時間、又は回転加速度のいずれかを制御する制御部を有する。

[8] 請求項 7に記載の基板処理システムにおヽて、

前記所定のパターンの高さを測定するパターン測定装置を有し、

当該パターン測定装置はスキヤトロメトリー法によってパターンの高さを測定するものである。

[9] 請求項 8に記載の基板処理システムにおヽて、

前記パターン測定装置は、測定部、算出部、記憶部及び解析部とを有し、測定部は基板上の実際のパターンに対する光強度分布を測定し、

算出部は、レジストの光学定数、レジストのパターン形状、構造の既知の情報に基づ

V、てパターンの高さを計算し、さらにパターンの高さの異なる複数の仮想パターンの反射光の計算上の光強度分布を計算し、

記憶部は、算出部で計算された仮想パターンの各光強度分布と、仮想パターンの高さとを記憶し、

解析部は、測定部で測定された実際のパターンの光強度分布と記憶部に記憶されて、る仮想パターンの光強度分布とを照合し、光強度分布が適合する仮想パターンを選択し、その仮想パターンの高さを実際のパターンの高さと推定する。

[10] 請求項 8に記載の基板処理システムにおヽて、

前記パターン測定装置は、前記基板処理システム内に設置されている。