WO2021015010A1 - 基板処理装置及び処理条件調整方法 - Google Patents

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WO2021015010A1
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substrate
processing
adjustment
imaging
exposure
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PCT/JP2020/027054
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真任 田所
正志 榎本
健太郎 山村
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L22/24—Optical enhancement of defects or not directly visible states, e.g. selective electrolytic deposition, bubbles in liquids, light emission, colour change

Definitions

  • This disclosure relates to a substrate processing apparatus and a processing condition adjusting method.
  • Patent Document 1 discloses a substrate processing method for uniformly forming a resist pattern having a desired line width on a wafer.
  • the film thickness distribution of the resist film formed on the wafer before the exposure by the exposure apparatus is acquired.
  • pattern exposure is performed on the wafer on which the resist film is formed.
  • the resist film after the pattern exposure is heat-treated.
  • the film thickness distribution of the resist film after the heat treatment is acquired, and the film thickness difference data is calculated from the film thickness distribution before the exposure and the film thickness distribution after the heat treatment.
  • the line width (estimated line width) corresponding to the film thickness difference data is calculated in the plane of the wafer by referring to the line width correlation data table.
  • the resist film is heat-treated again.
  • the conditions for this heat treatment are set so that the heating temperature in the region where the estimated line width is large is higher than the heating temperature in the other region. Then, the resist film that has been heat-treated again is developed.
  • the heat treatment after exposure is performed so that the treatment results are uniform within the substrate surface, and the line width is a surface.
  • a uniform resist pattern is formed on the substrate.
  • One aspect of the present disclosure is a substrate processing apparatus for processing a substrate, which includes a heat treatment unit that heat-treats the substrate, an imaging unit that images the substrate, and a control unit, and the control unit is the substrate.
  • the adjustment process is configured to execute an adjustment process for adjusting the processing conditions for the above, and the adjustment process is a pre-exposure imaging step of controlling the imaging unit so that an unexposed adjustment substrate on which a resist film is formed is imaged.
  • the heat treatment unit is controlled so that the heat treatment is performed on the adjustment substrate that has been subjected to a uniform exposure process that exposes each region of the substrate surface with a constant exposure amount.
  • the heat treatment condition determination step for determining the above is included.
  • At least the heat treatment after exposure can be performed so that the treatment results are uniform in the substrate surface, and the line width Can form a uniform resist pattern on the substrate in the plane.
  • a series of processes are performed in order to form a predetermined resist pattern on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as "wafer").
  • the series of processes includes, for example, a resist coating process of supplying a resist solution onto a wafer to form a resist film, and an exposure process of exposing the resist film to a predetermined pattern.
  • the series of treatments include a heat treatment (PEB (Post Exposure Bake) treatment) for promoting a chemical reaction in the resist film after exposure, a development treatment for developing the exposed resist film, and the like.
  • PEB Post Exposure Bake
  • the temperature of the wafer in the PEB treatment has a great influence on the line width of the resist pattern finally formed on the wafer. Further, the resist pattern is required to have its line width uniformly formed in the plane. Therefore, the heat treatment apparatus that performs the PEB treatment is provided with a plurality of heating regions, and different temperatures can be set for each heating region. Conventionally, in setting the temperature of each heating region, a series of resist pattern forming treatments are actually performed on the test wafer, the line width of the resist pattern is measured for each region, and the temperature of each heating region is measured based on the measurement result. Was set.
  • the technique according to the present disclosure among the treatments performed on the substrate for forming the resist pattern, at least the heat treatment after exposure is performed so that the treatment results are uniform in the substrate surface, and the line width is obtained. Allows the formation of a uniform resist pattern in the plane.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the internal configuration of the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment.
  • 2 and 3 are a front view and a rear view showing an outline of the internal configuration of the substrate processing device 1, respectively.
  • the substrate processing apparatus 1 includes, for example, a cassette station 2 in which a cassette C is carried in and out of the outside, and a plurality of various processing units for performing a predetermined process such as resist coating process and PEB. It has a station 3 and.
  • the substrate processing device 1 has a configuration in which the cassette station 2, the processing station 3, and the interface station 5 that transfers the wafer W between the exposure device 4 adjacent to the processing station 3 are integrally connected. ing. Further, the substrate processing device 1 has a control unit 6 that controls the substrate processing device 1.
  • the cassette station 2 is divided into, for example, a cassette loading / unloading section 10 and a wafer transport section 11.
  • the cassette loading / unloading section 10 is provided at the end of the substrate processing device 1 on the negative direction in the Y direction (left direction in FIG. 1).
  • the cassette loading / unloading section 10 is provided with a cassette mounting table 12.
  • a plurality of, for example, four mounting plates 13 are provided on the cassette mounting table 12.
  • the mounting plates 13 are provided side by side in a row in the horizontal X direction (vertical direction in FIG. 1).
  • the cassette C can be mounted on these mounting plates 13 when the cassette C is carried in and out of the substrate processing device 1.
  • the wafer transfer unit 11 is provided with a wafer transfer unit 21 that is movable on a transfer path 20 extending in the X direction.
  • the wafer transfer unit 21 is also movable in the vertical direction and around the vertical axis ( ⁇ direction), and the cassette C on each mounting plate 13 and the transfer unit of the third block G3 of the processing station 3 described later. Wafer W can be conveyed between them.
  • the processing station 3 is provided with a plurality of blocks G1, G2, G3, and G4 having various units, for example, the first to fourth blocks.
  • a first block G1 is provided on the front side of the processing station 3 (negative direction side in the X direction in FIG. 1), and a second block G1 is provided on the back side (positive direction side in the X direction in FIG. 1) of the processing station 3.
  • Block G2 is provided.
  • a third block G3 is provided on the cassette station 2 side of the processing station 3 (negative direction side in the Y direction in FIG. 1), and the interface station 5 side of the processing station 3 (positive direction side in the Y direction in FIG. 1). Is provided with a fourth block G4.
  • a plurality of liquid treatment units for example, a development processing unit 30 as a development processing unit for developing the wafer W, and a resist liquid are applied to the wafer W to form a resist film.
  • the resist coating units 31 to be processed are arranged in this order from the bottom.
  • the development processing unit 30 and the resist coating unit 31 are arranged side by side in the horizontal direction.
  • the number and arrangement of the developing processing unit 30 and the resist coating unit 31 can be arbitrarily selected.
  • spin coating is performed, for example, by applying a predetermined processing liquid on the wafer W.
  • the processing liquid is discharged onto the wafer W from the coating nozzle, and the wafer W is rotated to diffuse the processing liquid on the surface of the wafer W.
  • the configuration of the developing processing unit 30 will be described later.
  • a heat treatment unit 40 as a heat treatment unit that performs heat treatment such as heating and cooling of the wafer W and a peripheral exposure unit 41 that exposes the outer peripheral portion of the wafer W are arranged in the vertical direction. They are arranged side by side in the horizontal direction. The number and arrangement of the heat treatment unit 40 and the peripheral exposure unit 41 can also be arbitrarily selected. The configuration of the heat treatment unit 40 will be described later.
  • a plurality of delivery units 50 are provided in the third block G3. Further, the fourth block G4 is provided with a plurality of delivery units 60, and a defect inspection unit 61 is provided on the plurality of delivery units 60. The configuration of the defect inspection unit 61 will be described later.
  • a wafer transfer region D is formed in a region surrounded by the first block G1 to the fourth block G4.
  • a wafer transfer unit 70 is arranged in the wafer transfer area D.
  • the wafer transfer unit 70 has, for example, a transfer arm 70a that can move in the Y direction, the front-rear direction, the ⁇ direction, and the vertical direction.
  • the wafer transfer unit 70 moves in the wafer transfer area D and transfers the wafer W to predetermined units in the surrounding first block G1, second block G2, third block G3, and fourth block G4. it can.
  • a plurality of wafer transfer units 70 are arranged one above the other as shown in FIG. 3, for example, and the wafer W can be transferred to predetermined units having the same height of the blocks G1 to G4, for example.
  • a shuttle transfer unit 71 that linearly conveys the wafer W between the third block G3 and the fourth block G4 is provided.
  • the shuttle transport unit 71 is linearly movable in the Y direction of FIG. 3, for example.
  • the shuttle transfer unit 71 moves in the Y direction while supporting the wafer W, and the wafer W is located between the transfer unit 50 of the third block G3 and the transfer unit 60 of the fourth block G4 having the same height. Can be transported.
  • a wafer transfer unit 72 is provided on the X-direction positive side of the third block G3.
  • the wafer transfer unit 72 has, for example, a transfer arm 72a that can move in the front-rear direction, the ⁇ direction, and the up-down direction.
  • the wafer transfer unit 72 can move up and down while supporting the wafer W to transfer the wafer W to each transfer unit 50 in the third block G3.
  • the interface station 5 is provided with a wafer transfer unit 73 and a transfer unit 74.
  • the wafer transfer unit 73 has, for example, a transfer arm 73a that can move in the Y direction, the ⁇ direction, and the vertical direction.
  • the wafer transfer unit 73 can, for example, support the wafer W on the transfer arm 73a and transfer the wafer W between each transfer unit 60, the transfer unit 74, and the exposure apparatus 4 in the fourth block G4.
  • the control unit 6 described above is, for example, a computer and has a program storage unit (not shown).
  • the program storage unit stores a program that controls the operation of drive systems such as the various processing units and transfer units described above, and controls the processing of the wafer W, including the processing condition adjustment processing in the substrate processing apparatus 1. ..
  • the program may be recorded on a computer-readable storage medium H and may be installed on the control unit 6 from the storage medium H.
  • the developing processing unit 30 has a processing container 100 whose inside can be sealed.
  • a wafer W carry-in outlet (not shown) is formed on the side surface of the processing container 100 on the wafer transfer unit 70 side, and an open / close shutter (not shown) is provided at the carry-in outlet.
  • a spin chuck 110 for holding and rotating the wafer W is provided in the central portion of the processing container 100.
  • the spin chuck 110 has a horizontal upper surface, and for example, a suction port (not shown) for sucking the wafer W is provided on the upper surface. By suction from this suction port, the wafer W can be sucked and held on the spin chuck 110.
  • a chuck drive unit 111 equipped with a motor or the like is provided below the spin chuck 110.
  • the spin chuck 110 can be rotated to a predetermined speed by the chuck drive unit 111.
  • the chuck drive unit 111 is provided with a lifting drive source such as a cylinder, and the spin chuck 110 can be raised and lowered.
  • a cup 112 that receives and collects the liquid scattered or dropped from the wafer W is provided.
  • An exhaust pipe 113 for discharging the recovered liquid and an exhaust pipe 114 for evacuating the atmosphere inside the cup 112 and exhausting the collected liquid are connected to the lower surface of the cup 112.
  • a rail 120 extending along the Y direction is formed on the X-direction negative direction (downward direction in FIG. 5) side of the cup 112.
  • the rail 120 is formed, for example, from the outside of the cup 112 on the negative direction in the Y direction (left direction in FIG. 5) to the outside on the positive direction in the Y direction (right direction in FIG. 5).
  • An arm 121 is attached to the rail 120.
  • the arm 121 supports a coating nozzle 122 that supplies a developing solution onto the wafer W.
  • the arm 121 is movable on the rail 120 by the nozzle drive unit 123 shown in FIG.
  • the coating nozzle 122 can move from the standby portion 124 installed on the outside of the cup 112 on the positive side in the Y direction to the upper part of the center of the wafer W in the cup 112, and further on the wafer W of the wafer W. Can move in the radial direction.
  • the arm 121 can be raised and lowered by the nozzle driving unit 123, and the height of the coating nozzle 122 can be adjusted.
  • a supply pipe 125 for supplying a developing solution to the coating nozzle 122 is connected to the coating nozzle 122.
  • the supply pipe 125 communicates with the developer supply source 126 that stores the developer inside. Further, the supply pipe 125 is provided with a supply equipment group 127 including a valve for controlling the flow of the developing solution, a flow rate adjusting unit, and the like.
  • the structure of the resist coating unit 31 is the same as the structure of the development processing unit 30 described above. However, the processing liquid supplied from the coating nozzle differs between the developing processing unit 30 and the resist coating unit 31.
  • 6 and 7 are a vertical sectional view and a horizontal sectional view showing an outline of the configuration of the heat treatment unit 40, respectively.
  • the heat treatment unit 40 includes a heating unit 131 for heat-treating the wafer W and a cooling unit 132 for cooling the wafer W in the housing 130.
  • a heating unit 131 for heat-treating the wafer W and a cooling unit 132 for cooling the wafer W in the housing 130.
  • a cooling unit 132 for cooling the wafer W in the housing 130.
  • carry-in / out outlets 133 for carrying in / out the wafer W are formed on both side surfaces in the vicinity of the cooling portion 132 of the housing 130.
  • the heating unit 131 is a hot plate accommodating unit that is located on the upper side and is movable up and down, and is located on the lower side and is integrated with the lid body 140 to form a processing chamber S. It is equipped with 141.
  • the lid 140 has a substantially tubular shape with an open lower surface, and covers the upper surface, which is the surface to be processed, of the wafer W placed on the hot plate 142 described later.
  • An exhaust portion 140a is provided at the center of the upper surface of the lid 140.
  • the atmosphere in the processing chamber S is exhausted from the exhaust unit 140a.
  • the lid body 140 is provided with a temperature sensor 143 which is a temperature measuring unit for measuring the temperature of the lid body 140.
  • the temperature sensor 143 is provided at the end of the lid 140, but it may be provided at the center of the lid 140 or the like.
  • a wafer W is placed in the center of the hot plate accommodating portion 141, and a hot plate 142 for heating the placed wafer W is provided.
  • the hot plate 142 has a thick substantially disk shape, and a heater 150 for heating the upper surface of the hot plate 142, that is, the mounting surface of the wafer W is provided inside the hot plate 142.
  • the heater 150 for example, an electric heater is used. The configuration of the hot plate 142 will be described later.
  • the hot plate accommodating portion 141 is provided with an elevating pin 151 that penetrates the hot plate 142 in the thickness direction.
  • the elevating pin 151 can be elevated and lowered by an elevating drive unit 152 such as a cylinder, and can project to the upper surface of the hot plate 142 to transfer the wafer W to and from the cooling plate 170 described later.
  • the hot plate accommodating portion 141 includes, for example, an annular holding member 160 that accommodates the hot plate 142 and holds the outer peripheral portion of the hot plate 142, and a substantially tubular support that surrounds the outer peripheral portion of the holding member 160. It has a ring 161.
  • the cooling unit 132 adjacent to the heating unit 131 is provided with, for example, a cooling plate 170 on which the wafer W is placed and cooled.
  • the cooling plate 170 has a substantially rectangular flat plate shape, and the end face on the heating portion 131 side is curved in an arc shape.
  • a cooling member such as a Peltier element is built in the cooling plate 170, and the cooling plate 170 can be adjusted to a predetermined set temperature.
  • the cooling plate 170 is supported by a support arm 171 as shown in FIG. 6, for example, and the support arm 171 is attached to a rail 172 extending in the X direction on the heating unit 131 side.
  • the cooling plate 170 can be moved on the rail 172 by a drive mechanism 173 attached to the support arm 171. As a result, the cooling plate 170 can move to the upper part of the hot plate 142 on the heating unit 131 side.
  • the cooling plate 170 is formed with two slits 174 along the X direction in FIG.
  • the slit 174 is formed from the end surface of the cooling plate 170 on the heating portion 131 side to the vicinity of the central portion of the cooling plate 170.
  • the slit 174 prevents interference between the cooling plate 170 that has moved to the heating unit 131 side and the elevating pin 151 on the hot plate 142.
  • an elevating pin 175 is provided below the cooling plate 170 located in the cooling unit 132.
  • the elevating pin 175 can be elevated by the elevating drive unit 176.
  • the elevating pin 175 rises from below the cooling plate 170, passes through the slit 174, projects above the cooling plate 170, and is between, for example, a wafer transfer unit 70 that enters the inside of the housing 130 from the carry-in outlet 133. Wafer W can be delivered.
  • FIG. 8 is a plan view showing an outline of the configuration of the hot plate 142.
  • the hot plate 142 is divided into a plurality of, for example, five hot plate regions (hereinafter, may be referred to as “channels”) R1 to R5.
  • the hot plate 142 is divided into, for example, a circular channel R1 located at the center when viewed from a plane, and channels R2 to R5 obtained by dividing the circumference of the channel R1 into four equal parts in an arc shape.
  • a heater 180 is individually built in each channel R1 to R5 of the hot plate 142, and each channel R1 to R5 can be individually heated.
  • the calorific value of the heaters 180 of each channel R1 to R5 is adjusted by, for example, the temperature control unit 181.
  • the temperature control unit 181 can adjust the calorific value of each heater 180 to control the temperature of each channel R1 to R5 to a predetermined set temperature.
  • the temperature setting in the temperature control unit 181 is performed by the control unit 6.
  • the defect inspection unit 61 has a casing 190 as shown in FIGS. 9 and 10.
  • a mounting table 200 on which the wafer W is mounted is provided in the casing 190.
  • the mounting table 200 can be freely rotated and stopped by a rotation driving unit 201 such as a motor.
  • a guide rail 202 extending from one end side (negative direction side in the X direction in FIG. 10) to the other end side (positive direction side in the X direction in FIG. 10) in the casing 190 is provided. ..
  • the mounting table 200 and the rotary drive unit 201 are provided on the guide rail 202, and can be moved along the guide rail 202 by the drive unit 203.
  • An imaging unit 210 is provided on the side surface of the casing 190 on the other end side (the positive direction side in the X direction in FIG. 10).
  • a wide-angle CCD camera is used as the image pickup unit 210.
  • a half mirror 211 is provided near the center of the upper part of the casing 190.
  • the half mirror 211 is provided at a position facing the image pickup unit 210 in a state in which the mirror surface is inclined 45 degrees upward from the state in which the mirror surface faces vertically downward toward the image pickup section 210.
  • An illumination unit 212 is provided above the half mirror 211.
  • the half mirror 211 and the illumination unit 212 are fixed to the upper surface inside the casing 190.
  • the illumination from the illumination unit 212 passes through the half mirror 211 and is illuminated downward. Therefore, the light reflected by the object below the illumination unit 212 is further reflected by the half mirror 211 and taken into the image pickup unit 210. That is, the imaging unit 210 can image an object in the irradiation region of the illumination unit 212.
  • the wafer transfer unit 21 takes out the wafer W from the cassette C on the cassette mounting table 12 and transfers it to the transfer unit 50 of the processing station 3.
  • the wafer W is transferred by the wafer transfer unit 70 to the heat treatment unit 40 of the second block G2 and subjected to temperature control processing. After that, the wafer W is conveyed to the resist coating unit 31 of the first block G1 to form a resist film on the wafer W. After that, the wafer W is transferred to the heat treatment unit 40 and pre-baked (PAB: Pre-Applied Bake). In the pre-baking treatment, the subsequent PEB treatment, and the post-baking treatment, the same heat treatment is performed. However, the heat treatment units 40 used for each heat treatment are different from each other.
  • the wafer W is conveyed to the peripheral exposure unit 41 and subjected to peripheral exposure processing.
  • the wafer W is conveyed to the exposure apparatus 4 and exposed in a predetermined pattern.
  • the wafer W is transferred to the heat treatment unit 40 and subjected to PEB treatment. After that, the wafer W is transferred to, for example, the development processing unit 30 for development processing. After the development process is completed, the wafer W is transferred to the heat treatment unit 40 and post-baked. Then, the wafer W is conveyed to the defect inspection unit 61, and the wafer W is inspected for defects. In the defect inspection, inspections such as whether there are scratches or foreign matter adhered are performed. After that, the wafer W is conveyed to the cassette C on the cassette mounting table 12, and a series of photolithography steps is completed.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the adjustment process of the processing conditions of the PEB process.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of the temperature distribution estimation method.
  • the set temperature of each channel R1 to R5 of the hot plate 142 during the PEB process is adjusted.
  • the adjustment process is performed, for example, when the substrate processing device 1 is introduced, when the substrate processing device 1 is maintained, and the like.
  • step S1 the adjustment wafer W (hereinafter, referred to as “adjustment wafer W”) is carried in (step S1). Specifically, in the adjustment process, the operator places the cassette C containing the adjustment wafer W on the cassette mounting table 12, so that the adjustment wafer W is taken out from the cassette C and the next step is performed. Is transported to the resist coating unit.
  • the adjusting wafer W is a bare wafer.
  • a resist film is formed on the adjusting wafer W (step S2). Specifically, in the resist coating unit 31, a resist film is formed on the adjusting wafer W under predetermined coating treatment conditions.
  • PAB processing process After that, PAB processing is performed on the adjustment wafer W (step S3). Specifically, the adjusting wafer W on which the resist film is formed is conveyed to the heat treatment unit 40 for PAB processing, and PAB processing is performed under predetermined PAB processing conditions.
  • the resist film is formed and the adjusting wafer W is imaged before the uniform exposure process described later (step S4).
  • the adjustment wafer W subjected to the PAB treatment is conveyed to the defect inspection unit 61, and the surface thereof is imaged by the imaging unit 210.
  • the wafer W in the imaging result F1 is divided into, for example, 437 regions, and in each region, the average value of the brightness values of R (red), G (green), and B (blue) is average. Is calculated.
  • a table is created in which the coordinates of the area and the average value of the brightness values of each of R, G, and B are associated with each other.
  • captured images hereinafter, referred to as “pre-exposure captured images” I1 are acquired for each of R, G, and B.
  • the adjustment wafer W is subjected to a uniform exposure process (step S5). Specifically, the adjustment wafer W imaged in the pre-exposure imaging step of step S4 is conveyed to the exposure apparatus 4, and a uniform exposure process is performed in which each region of the wafer surface is exposed with a constant exposure amount. In the exposure apparatus 4, during the uniform exposure process, for example, exposure is performed for each exposure region with the same exposure intensity and the same exposure time without using a reticle.
  • the exposure amount of each region of the wafer surface in the uniform exposure process is less than the exposure amount at the time of actual processing, that is, at the time of mass production of the resist pattern, and specifically, it is set to 1/2 of the exposure amount at the time of actual processing. ..
  • PEB processing process After the uniform exposure step, the adjustment wafer W is subjected to PEB processing (step S6). Specifically, the adjusting wafer W that has undergone uniform exposure processing is conveyed to the heat treatment unit 40 for PEB processing, which is the object for adjusting the processing conditions, and the PEB processing is performed under the currently set PEB processing conditions. It is said.
  • the image of the adjusting wafer W is taken again (step S7). Specifically, the PEB-processed and undeveloped adjustment wafer W is conveyed to the defect inspection unit 61, and the surface thereof is imaged by the imaging unit 210. At this time, since it is undeveloped, what is imaged by the imaging unit 210 is not the resist pattern but the latent image formed on the resist film on the wafer W. Then, based on the imaging result F2, captured images (hereinafter, referred to as “post-PEB captured images”) I2 are acquired for each of R, G, and B.
  • post-PEB captured images captured images
  • the control unit 6 estimates the in-plane temperature distribution of the adjustment wafer W during the PEB process based on the imaging result in the pre-exposure imaging step and the imaging result in the PEB post-exposure imaging step (step S8). ). Specifically, the control unit 6 determines the adjustment wafer W at the time of PEB processing based on the color information of the pre-exposure image I1 acquired in the pre-exposure image capture step and the color information of the post-PEB image I2. Estimate the in-plane temperature distribution.
  • the color information is luminance information of a specific wavelength (color).
  • control unit 6 first receives the pre-exposure image I1 of R, G and B acquired in the pre-exposure imaging step and the post-PEB image of R, G and B acquired in the post-PEB imaging step. Shading correction Sh is performed on each of the captured image I2.
  • the shading correction Sh can remove luminance unevenness caused by imaging conditions (sensitivity of the image sensor, optical system, moving speed of the mounting table 200, etc.).
  • the control unit 6 determines the difference ⁇ of the brightness values between the pre-exposure image I1 ′ and the post-PEB image I2 ′ that have been shade-corrected for each R, G, and B, and for each pixel in the captured image. calculate.
  • the control unit 6 is in-plane of the adjustment wafer W during PEB processing from the calibration curve Lr showing the relationship between the difference ⁇ r for R and the temperature and the difference ⁇ r for R calculated for each pixel. Obtain the temperature distribution Pr. Further, the control unit 6 is in-plane of the adjustment wafer W during PEB processing from the calibration curve Lg showing the relationship between the difference ⁇ g for G and the temperature and the difference ⁇ g for G calculated for each pixel. Obtain the temperature distribution Pg. Further, the control unit 6 uses the calibration curve Lb showing the relationship between the difference ⁇ b for B and the temperature and the difference ⁇ b for B calculated for each pixel to determine the in-plane temperature of the adjustment wafer W during PEB processing. Obtain the distribution Pb.
  • the calibration curves Lr, Lg, and Lb have been obtained in advance.
  • the acquisition method will be described later.
  • the control unit 6 selects one of the three acquired in-plane temperature distributions Pr, Pg, and Pb of the adjustment wafer W during PEB processing.
  • the in-plane temperature distribution of the adjustment wafer W during the PEB treatment which is acquired based on the captured image of the wavelength, that is, the color corresponding to the film thickness of the resist film, is selected. More specifically, when the resist film is thick, the in-plane temperature distribution Pr acquired based on the captured image of R having a long wavelength is selected, and when the resist film is thin, it is based on the captured image of B having a short wavelength.
  • the acquired in-plane temperature distribution Pb is selected.
  • control unit 6 estimates the in-plane temperature distribution of the adjustment wafer W during the PEB process based on the captured image of the wavelength corresponding to the film thickness of the resist film.
  • the in-plane temperature distribution based on the captured image of other wavelengths is selected. Acquisition may be omitted.
  • the control unit 6 determines the processing conditions for the PEB processing based on the estimation result of the in-plane temperature distribution of the adjustment wafer W during the PEB processing (step S9). Specifically, the control unit 6 determines the processing conditions for the PEB processing based on the in-plane temperature distribution of the adjusting wafer W during the PEB processing selected in the temperature distribution estimation step. For example, the control unit 6 determines the set temperature of each of the channels R1 to R5 of the hot plate 142 based on the following equation (1), and more specifically, from the reference temperature determined for each resist film type. The amount of deviation (offset amount) is determined for each channel of the hot plate 142.
  • O is a matrix showing the offset amount of each channel of the hot plate 142
  • T is a matrix showing the in-plane temperature distribution of the adjustment wafer W during PEB processing
  • A is a transformation matrix. ..
  • the resist film formed on the adjusting wafer W is removed (step S10).
  • the adjusting wafer W imaged in the post-PEB imaging step is conveyed to the resist coating unit 31 as a removing unit, and the thinner liquid is adjusted from a discharge nozzle (not shown) that discharges the thinner liquid. It is supplied to W, and the resist film on the adjusting wafer W is peeled off.
  • a unit for removal treatment may be provided separately from the resist coating unit 31 and the like.
  • step S11 the image of the adjusting wafer W is taken again (step S11). Specifically, the adjustment wafer W from which the resist film has been removed is conveyed to the defect inspection unit 61, the surface of which is imaged by the imaging unit 210, and a substrate image showing the state of the wafer surface is acquired.
  • control unit 6 determines whether or not the adjustment wafer W can be reused based on the substrate image acquired in the imaging step after removal (step S12). Specifically, the control unit 6 compares the substrate image of the adjustment wafer W acquired in the removal imaging step with the substrate image of the unprocessed bare wafer acquired in advance, and adjusts based on the comparison result. It is determined whether or not the wafer W for use is reusable.
  • step S13 If it is not reusable (in the case of step S12 and NO), the control unit 6 notifies that it cannot be reused (step S13). Specifically, the control unit 6 causes, for example, display a warning to the effect that the adjustment wafer W cannot be reused on the display unit (not shown).
  • the control unit 6 carries out the adjustment wafer W (step S14). Specifically, the adjusting wafer W is returned to the original cassette C on the cassette mounting table 12 by the wafer transfer unit 21. If it is not reusable, the adjusting wafer may be transported to the disposal cassette C separately placed on the cassette mounting table 12. As a result, the adjustment process of the processing conditions of the PEB process is completed. In the actual processing after the adjustment processing of the processing conditions of the PEB processing described above is completed, the PEB processing is performed under the processing conditions determined by the adjustment processing.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining a method of acquiring the calibration curves Lr, Lg, and Lb.
  • the one used for acquiring the calibration curve is determined according to user input or the like (step). S21).
  • the calibration curve acquisition wafer W (hereinafter, referred to as “calibration curve acquisition wafer W”) is carried in in the same manner as in step S1.
  • the calibration curve acquisition wafer W is a bare wafer.
  • PAB processing process After that, the PAB process is performed on the calibration curve acquisition wafer W in the same manner as in step S3.
  • step S5 (Uniform exposure process) Next, in the same manner as in step S5, a uniform exposure process is performed on the calibration curve acquisition wafer W.
  • PEB processing process After the uniform exposure step, PEB processing is performed on the calibration curve acquisition wafer W in the same manner as in step S6.
  • the PEB treatment is performed in the heat treatment unit 40 determined in step S21.
  • step S7 the image of the calibration curve acquisition wafer W is performed.
  • step S14 the calibration curve acquisition wafer W is carried out.
  • Each step from the carry-in step of step S1 to the carry-out step of step S14 is performed on each of a plurality of (N) calibration curve acquisition wafers W.
  • the temperature of the hot plate 142 in the PEB processing step is different for each wafer W for obtaining a calibration curve.
  • the temperatures of the channels R1 to R5 of the hot plate 142 are the same.
  • the calibration curves Lr, Lg, and Lb are calculated based on the captured images acquired in the pre-exposure imaging step and the captured images acquired in the post-PEB imaging step for the plurality of calibration curve acquisition wafers W. Will be done. Specifically, in the case of the calibration line Lr, first, the average R brightness in the wafer surface in the image captured in the pre-exposure imaging step is set to the gray value Ir1 and the gray value Ir1 and the in-wafer surface in the image captured in the post-PEB imaging step.
  • the calibration curves Lg and Lb are also obtained in the same manner as the calibration curve Lr.
  • the adjustment processing of the PEB processing conditions includes the pre-exposure imaging step of imaging the adjustment wafer W before the uniform exposure processing on which the resist film is formed, and the pre-exposure imaging step.
  • the PEB processing step of performing PEB processing on the adjusting wafer W subjected to the uniform exposure processing the post-PEB imaging step of imaging the PEB-treated adjusting wafer W, and the imaging result in the pre-exposure imaging step.
  • the PEB processing condition determination step of determining the processing condition of the PEB processing is included. Therefore, in the present embodiment, the PEB treatment is actually performed under the currently set processing conditions instead of the in-plane temperature distribution of the line width of the resist pattern, and the adjustment wafer W estimated from the imaging result after the processing.
  • the processing conditions for the PEB treatment are determined based on the in-plane temperature distribution. Therefore, according to the present embodiment, the PEB treatment can be performed so that the treatment result (that is, the temperature of the wafer W) becomes uniform in the wafer surface. Therefore, it is possible to form a resist pattern having higher in-plane uniformity of line width.
  • the temperature of the wafer W in the wafer surface can be made uniform at the reference temperature set for each resist film type. Therefore, it is possible to suppress variations in the temperature of the wafer W between the heat treatment units 40 for PEB processing.
  • the control unit 6 obtains wavelengths corresponding to the film thickness of the resist film from the in-plane temperature distributions Pr, Pg, and Pb of the three acquired adjustment wafers W during PEB processing.
  • the in-plane temperature distribution of the adjustment wafer W at the time of PEB processing acquired based on the captured image of the above is selected. That is, the control unit 6 estimates the in-plane temperature distribution of the adjustment wafer W during the PEB process based on the captured image for one wavelength according to the film thickness of the resist film. Therefore, the in-plane temperature distribution during the PEB treatment can be estimated more accurately, and the PEB treatment result can be made more uniform in the wafer plane.
  • control unit 6 selects one of the three in-plane temperature distributions Pr, Pg, and Pb of the adjustment wafer W during PEB processing, the following may be performed.
  • a temperature sensor is provided for the hot plate 142, and an in-plane temperature distribution in which the measurement result of the temperature sensor and the estimated temperature of the pixels corresponding to the arrangement position of the temperature sensor are closest to each other is selected. You may do so.
  • control unit 6 estimates the in-plane temperature distribution of the adjustment wafer W during one PEB process based on all the captured images of R, G, and B by using the following equation (2). It may be.
  • control unit 6 may use the following equation (3) to estimate the in-plane temperature distribution of the adjustment wafer W during PEB processing.
  • the exposure amount of each region of the wafer surface in the uniform exposure process is less than the exposure amount in the actual process, for example, halved. Therefore, when the PEB treatment is performed during the adjustment processing of the processing conditions of the PEB treatment, the amount of change in the film thickness of the resist film before and after the PEB treatment becomes large due to the difference in the PEB treatment result. As a result, the amount of change in brightness in the captured image before and after the PEB processing becomes large due to the difference in the PEB processing result. That is, even if the difference in the PEB processing result is slight, the difference in brightness between the pre-exposure image and the post-PEB image is large.
  • the in-plane temperature distribution of the adjustment wafer W during the PEB process can be estimated with high accuracy based on the pre-exposure image and the post-PEB image. It should be noted that 1/2 of the exposure amount during the actual processing corresponds to the exposure amount applied to the edge portion of the resist pattern.
  • the adjustment wafer W from which the resist film has been removed can be reused based on the substrate image acquired in the imaging step after removal. Therefore, the consumption of the adjustment wafer W can be suppressed without impairing the adjustment accuracy of the processing conditions.
  • a bare wafer is used as the adjustment wafer W. Therefore, the processing conditions for the PEB processing can be appropriately determined.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining the processing for adjusting the processing conditions according to the second embodiment.
  • the processing conditions for the PEB treatment are adjusted, whereas in the present embodiment, the processing conditions for the development processing are adjusted.
  • the processing conditions for the development process are adjusted, for example, after the adjustment of the processing conditions for the PEB process. Since the adjustment of the processing conditions for the PEB processing is performed when the substrate processing apparatus 1 is introduced as described above, the processing conditions for the development processing are also adjusted at the same timing. However, it is possible to adjust the processing conditions of the developing process without adjusting the processing conditions of the PEB processing.
  • step S1 In the process of adjusting the processing conditions of the developing process, first, the adjusting wafer W is carried in as in step S1 described above.
  • PAB processing process After that, the PAB process is performed on the adjustment wafer W in the same manner as in step S3 described above (step S3).
  • step S5 (Uniform exposure process)
  • the adjustment wafer W is subjected to a uniform exposure process. Even in the adjustment process of the processing conditions of the development process, the exposure amount of each region of the wafer surface in the uniform exposure process is less than the exposure amount in the actual process, for example, halved.
  • PEB processing process After the uniform exposure step, PEB processing is performed on the adjusting wafer W in the same manner as in step S6 described above. However, if the processing conditions for the PEB treatment have been adjusted, the PEB treatment is performed under the adjusted PEB processing conditions.
  • the adjustment wafer W is subjected to a developing process (step S31). Specifically, the adjustment wafer W subjected to the PEB treatment is conveyed to the development processing unit 30 whose processing conditions are to be adjusted, and the development processing is performed under the currently set development processing conditions.
  • step S32 the image of the adjusting wafer W is taken again (step S32). Specifically, the adjustment wafer W that has undergone development processing is conveyed to the defect inspection unit 61, and the surface thereof is imaged by the image pickup unit 210, and the image image (hereinafter referred to as “development image image”) I3. Is obtained.
  • the control unit 6 has a film thickness of the resist film after the development process on the adjusting wafer W based on the imaging result in the post-development imaging step (hereinafter, referred to as “resist film residual film thickness”).
  • the in-plane distribution of is estimated (step S33). Specifically, the control unit 6 calculates or estimates the in-plane distribution of the residual film thickness of the resist film of the adjusting wafer W based on the color information of the developed image I3 for B (blue). More specifically, the control unit 6 calculates the residual film thickness of the resist film based on the brightness and the calibration curve Ldev acquired in advance for each pixel in the developed image I3 after development for B.
  • the in-plane distribution of the residual film thickness is acquired.
  • the calibration curve Ldev shows the relationship between the brightness of the developed image I3 for B and the residual film thickness of the resist film. The method of acquiring the calibration curve Ldev will be described later.
  • the in-plane distribution of the remaining film thickness amount was calculated based on the captured image of B, but the in-plane distribution of the remaining film thickness amount was calculated based on the captured image of G and the captured image of R.
  • the distribution may be calculated.
  • the estimation may be performed based on the captured image of the wavelength corresponding to the film thickness of the resist film.
  • the control unit 6 determines the processing conditions for the development process based on the estimation result of the in-plane distribution of the residual film thickness of the resist film (step S34). Specifically, the control unit 6 determines and corrects the supply time of the developer as a processing condition for the developing process, for example, based on the in-plane distribution of the residual film thickness of the resist film on the adjusting wafer W. .. More specifically, in the adjustment wafer W, when the residual film thickness of the resist film is close to the target amount at the center of the wafer and is appropriate and larger than the target amount at the outer periphery of the wafer, the control unit 6 moves to the outer periphery of the wafer.
  • the processing conditions of the developing process are determined so that the supply of the developing solution is added.
  • the length ⁇ t of the additional supply time of the developer to the outer peripheral portion of the wafer is calculated from, for example, the correction curve Lamd showing the relationship between the supply time of the developer and the amount of the remaining film thickness.
  • the correction curve Lamd has been acquired in advance. The acquisition method will be described later.
  • the calculated length ⁇ t of the additional supply time of the developer to the outer peripheral portion of the wafer that is, the determined processing conditions for the developing process are stored in the storage unit (not shown), and during the subsequent actual processing, etc. It is used in the development process in.
  • steps S10 to S14 described above are performed, whereby the adjustment process of the processing conditions of the development process is completed.
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining a method of acquiring the calibration curve Ldev and the correction curve Lamd.
  • step S41 When acquiring the calibration curve Ldev, first, among the plurality of development processing units 30, the one used for acquiring the calibration curve and the correction curve is determined according to user input or the like (step S41).
  • the wafer W for acquiring the calibration curve and the correction curve (hereinafter, referred to as “the wafer W for acquiring the calibration curve”) is carried in in the same manner as in step S1.
  • the calibration curve acquisition wafer W is also a bare wafer.
  • PAB processing process After that, the PAB process is performed on the calibration curve acquisition wafer W in the same manner as in step S3.
  • step S5 (Uniform exposure process) Next, in the same manner as in step S5, a uniform exposure process is performed on the calibration curve acquisition wafer W.
  • PEB processing process After the uniform exposure step, PEB processing is performed on the calibration curve acquisition wafer W in the same manner as in step S6.
  • step S31 the development process is performed on the calibration curve acquisition wafer W in the same manner as in step S31.
  • the developing process is performed in the developing process unit 30 determined in step S41, and the developing solution is supplied only to the central portion of the wafer from the coating nozzle 122 during spin coating of the developing solution.
  • step S32 the image of the calibration curve acquisition wafer W is performed. As a result, the captured image for at least B is acquired.
  • step S14 the calibration curve acquisition wafer W is carried out.
  • the residual film thickness of the resist film of the calibration curve acquisition wafer W is acquired (step S42). Specifically, for example, the calibration curve acquisition wafer W that has been subjected to PEB treatment is conveyed to an external film thickness measuring device (not shown), and the amount of residual film thickness of the resist film in the center of the wafer is measured. To. The residual film thickness amount may be measured by providing a film thickness measuring device in the substrate processing device 1 and using the film thickness measuring device.
  • the calibration curve Lpeb and the correction curve Lamd are calculated based on the captured images of the calibration curve acquisition wafer W acquired in the post-development imaging step for the plurality of calibration curve acquisition wafers W (step S43). ..
  • the explanatory variable is the B brightness in the tag number in the imaging step after development
  • the objective variable is the residual film amount of the resist film acquired in the residual film amount measurement step. An approximate curve of the remaining film thickness amount with respect to the B brightness value change amount is acquired, and this is used as the calibration curve Lpeb.
  • the explanatory variable is the supply time of the developer in the developing step
  • the objective variable is the residual film amount of the resist film acquired in the residual film amount measuring step, and the resist with respect to the supply time of the developing solution is used.
  • An approximate curve of the amount of residual film thickness of the film is acquired, and this is referred to as a correction curve Lamd.
  • the development process is actually performed under the currently set processing conditions, and the development is performed based on the in-plane distribution of the film thickness of the resist film after the development process estimated from the processing result.
  • the processing conditions for processing are determined. Therefore, according to the present embodiment, the development process can be performed so that the process result is uniform on the wafer surface. Therefore, it is possible to form a resist pattern having higher in-plane uniformity of line width.
  • the exposure amount of each region of the wafer surface in the uniform exposure process is less than the exposure amount in the actual process, for example, halved. Therefore, when the development process is performed during the process of adjusting the processing conditions of the development process, the film thickness of the resist film after the development process is significantly different due to the difference in the development process results. As a result, the brightness of the captured image after the development process is significantly different due to the difference in the development process result. That is, even if the difference in the development processing results is slight, the brightness in the developed image will be significantly different. Therefore, the in-plane distribution of the film thickness of the resist film after the development process can be estimated with high accuracy based on the image taken after the development.
  • FIG. 16 is a front view showing an outline of the internal configuration of the substrate processing apparatus 1a according to the third embodiment.
  • the uniform exposure process is performed by an external exposure device 4 adjacent to the substrate processing device 1 and performing exposure during the actual process.
  • the substrate processing device 1a has an exposure unit 62 independent of the exposure device 4. Then, the exposure unit 62 performs a uniform exposure process on the adjusting wafer W. With this configuration, the processing for adjusting the processing conditions can be completed in the substrate processing device 1 without using an external exposure device.
  • the exposure unit 62 is provided on, for example, the defect inspection unit 61 in the fourth block G4.
  • FIG. 17 is a vertical cross-sectional view showing an outline of the configuration of the heat treatment unit 40a included in the substrate processing apparatus according to the fourth embodiment.
  • the lid 140 is provided with a heater 140b as a temperature control mechanism for adjusting the temperature of the lid 140.
  • the conditions of the hot plate 142 at the time of PEB processing in the actual processing such as the offset amount of each channel of the hot plate 142 are adjusted, but only adjusting the conditions of the hot plate 142 is described above.
  • the wafer temperature during the PEB treatment may be lower or higher than the desired temperature as a whole.
  • the heater 140b that adjusts the temperature of the lid 140 as in the present embodiment, the temperature of the wafer W during the PEB treatment during the actual treatment can be set to a desired temperature. This is because the wafer W is affected by the radiant heat of the lid 140.
  • the temperature of the lid 140 during the PEB treatment may differ between the adjustment treatment of the hot plate conditions during the PEB treatment and the actual treatment. is there.
  • the temperature of the lid 140 during the PEB treatment can be made the same between the adjustment treatment and the actual treatment. Since the wafer W is affected by the radiant heat of the lid 140 as described above, the temperature of the lid 140 during the PEB treatment differs between the adjustment treatment and the actual treatment in the same case after the adjustment. It is possible to improve the in-plane uniformity of the PEB processing result during the actual processing.
  • each of the hot plates 142 determined by the adjustment processing that is, based on the processing conditions determined by the adjustment processing.
  • PEB processing is performed based on the offset amount of the channel.
  • the offset amount determined by the adjustment treatment is corrected and used based on the temperature measurement result of the lid 140 of the heat treatment unit 40 by the temperature sensor 143. This is because the wafer W is affected by the radiant heat of the lid 140 as described above.
  • the adjustment processing of the processing conditions of the PEB processing is performed when the substrate processing apparatus 1 is introduced or when the substrate processing apparatus 1 is maintained.
  • the execution timing of the adjustment processing of the processing conditions of the PEB processing is not limited to the above.
  • the control unit 6 may measure the film thickness of the resist film formed during the actual treatment, and start the adjustment processing of the processing conditions of the PEB treatment based on the measurement result. Specifically, when the measured variation in the film thickness of the resist film in the wafer surface or the average value of the film thickness in the wafer surface exceeds the threshold value, the processing conditions of the PEB process are adjusted. You may want to start.
  • the film thickness of the resist film can be measured as follows.
  • the wafer W on which the resist film is formed after the PEB treatment in the actual treatment is imaged by the imaging unit 210 of the defect inspection unit 61, and the film of the resist film is based on the image captured from the imaged result. Thickness can be measured / estimated.
  • the execution timing of the adjustment processing of the processing conditions of the PEB processing and the developing processing may be as follows. That is, for example, the control unit 6 may estimate the line width of the resist pattern formed during the actual processing, and start the adjustment processing of the processing conditions of the PEB processing and the developing processing based on the estimation result. .. Specifically, the processing condition adjustment process may be started when the estimated variation in the line width in the wafer plane or the average value of the line width in the wafer plane exceeds the threshold value. ..
  • the line width of the resist pattern can be estimated as follows.
  • the wafer W on which the resist pattern is formed after the development process in the actual processing is imaged by the imaging unit 210 of the defect inspection unit 61, and the resist pattern line is based on the image captured from the imaged image.
  • the width can be estimated. Further, when adjusting the processing conditions, the adjusting wafer W was placed on the cassette mounting table 12 in a state where the operator stored it in the cassette C, but it was stored in the container in the substrate processing device 1. May be good.
  • FIG. 18 is a front view showing an outline of the internal configuration of the substrate processing apparatus 1b according to the fifth embodiment.
  • the substrate processing apparatus 1b has an inspection unit 63.
  • the defect inspection unit 61 images the entire surface of the wafer W for inspection, whereas the inspection unit 63 images only the peripheral edge of the wafer W for inspection.
  • the control unit 6 executes the adjustment processing of the processing conditions of the peripheral exposure processing by the peripheral exposure unit 41. Further, the execution timing of the adjustment processing of the processing conditions of the peripheral exposure processing is determined as follows.
  • the peripheral portion of the wafer W is imaged by the imaging unit (not shown) of the inspection unit 63, and the adjustment processing of the processing conditions of the peripheral exposure processing is started based on the imaging result.
  • the peripheral exposure width by the peripheral exposure processing is estimated based on the imaging result, and when the estimated peripheral exposure width is abnormal, the processing condition adjustment processing of the peripheral exposure processing is started.
  • the processing condition adjustment process that starts based on the imaging result of the peripheral portion of the wafer W is not limited to the processing condition adjustment process of the peripheral exposure process, but is the adjustment process of the processing conditions of other processes for the peripheral edge portion of the wafer. You may.
  • EBR treatment a treatment for removing the film on the outer peripheral edge of the wafer W
  • edge coating treatment a treatment for covering only the peripheral edge of the wafer W.
  • a substrate processing device that processes a substrate.
  • a heat treatment section that heat-treats the substrate,
  • An imaging unit that images the substrate and Has a control unit
  • the control unit is configured to execute an adjustment process for adjusting the processing conditions for the substrate.
  • the adjustment process A pre-exposure imaging step that controls the imaging unit so that an unexposed adjustment substrate on which a resist film is formed is imaged.
  • a heat treatment step of controlling the heat treatment section so that the heat treatment is performed on the adjustment substrate that has been subjected to a uniform exposure process that exposes each region of the substrate surface with a constant exposure amount.
  • a temperature distribution estimation step for estimating the in-plane temperature distribution of the adjustment substrate during the heat treatment based on the imaging result in the pre-exposure imaging step and the imaging result in the post-heating imaging step.
  • a substrate processing apparatus including a heat treatment condition determining step of determining the heat treatment processing conditions based on the estimation result of the in-plane temperature distribution of the adjusting substrate. According to the above (1), the heat treatment is actually performed, and the heat treatment treatment conditions are determined based on the in-plane temperature distribution of the adjustment substrate estimated from the imaging result after the heat treatment. Therefore, according to the present embodiment, the heat treatment can be performed so that the treatment result (that is, the temperature of the substrate) becomes uniform in the surface of the substrate. Therefore, it is possible to form a resist pattern having higher in-plane uniformity of line width.
  • the substrate processing apparatus which has an exposure unit that performs the uniform exposure process, which is different from an external exposure apparatus that performs the exposure process during the actual process. According to the above (2), the processing for adjusting the processing conditions can be completed in the substrate processing apparatus without using an external exposure apparatus.
  • the in-plane temperature distribution of the adjustment substrate during the heat treatment is estimated based on the captured image of the wavelength according to the film thickness of the resist film, the above (1) to (1).
  • the substrate processing apparatus according to any one of 4). According to the above (5), the in-plane temperature distribution during the heat treatment can be estimated more accurately, and the heat treatment result can be made more uniform in the substrate surface.
  • the adjustment process After the post-heating imaging step, a development processing step of controlling the development processing unit so that the development processing is performed on the adjustment substrate, and After the development processing step, a post-development imaging step of controlling the imaging unit so that the adjustment substrate is imaged, A film thickness distribution estimation step for estimating the in-plane distribution of the film thickness of the resist film after the development process and an estimation of the in-plane distribution of the film thickness on the adjustment substrate based on the imaging results in the heat treatment step.
  • the substrate processing apparatus according to any one of (1) to (5) above, which includes a development processing condition determining step of determining the processing conditions of the developing process based on the result. According to the above (6), the developing process can be performed so that the processing result is uniform on the substrate surface. Therefore, it is possible to form a resist pattern having higher in-plane uniformity of line width.
  • the substrate has a removing portion for removing the resist film.
  • the adjustment process A removal step of controlling the removing portion so that the resist film formed on the adjusting substrate is removed.
  • a post-removal imaging step that controls the imaging unit so that the adjustment substrate is imaged.
  • the control unit The substrate treatment according to any one of (1) to (7) above, which is configured to start the adjustment treatment based on the estimation result of the line width of the resist pattern formed on the substrate during the actual treatment. apparatus.
  • control unit Any one of (1) to (8) above, which is configured to start the adjustment processing of the processing conditions for the peripheral portion of the substrate based on the imaging result of the peripheral portion of the substrate during the actual processing.
  • the substrate processing apparatus according to.
  • the heat treatment section is The hot plate on which the board is placed and A lid covering the substrate on the hot plate and The substrate processing apparatus according to any one of (1) to (9) above, which has a temperature adjusting mechanism for adjusting the temperature of the lid.
  • a processing condition adjusting method for adjusting processing conditions for a substrate A pre-exposure imaging step of imaging an unexposed adjustment substrate on which a resist film is formed, and After the pre-exposure imaging step, a uniform exposure step of performing a uniform exposure process of exposing each region of the substrate surface with a constant exposure amount on the adjustment substrate, and a uniform exposure step. After the uniform exposure step, a heat treatment step of performing a heat treatment on the adjustment substrate and a heat treatment step After the heat treatment step, a post-heating imaging step of imaging the adjustment substrate, and A temperature distribution estimation step for estimating the in-plane temperature distribution of the adjustment substrate during the heat treatment based on the imaging result in the pre-exposure imaging step and the imaging result in the post-heating imaging step.
  • a processing condition adjusting method including a heat treatment condition determining step of determining a processing condition at the time of heat treatment based on an estimation result of an in-plane temperature distribution of the adjusting substrate.

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Abstract

基板を処理する基板処理装置であって、基板に対し熱処理を行う熱処理部と、基板を撮像する撮像部と、制御部と、を有し、前記制御部は、基板に対する処理の条件を調整する調整処理を実行するように構成され、前記調整処理は、レジスト膜が形成された未露光の調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する露光前撮像工程と、前記露光前撮像工程の後、基板表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理が行われた前記調整用基板に対し、前記熱処理が行われるよう、前記熱処理部を制御する熱処理工程と、前記熱処理工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する加熱後撮像工程と、前記露光前撮像工程での撮像結果と、前記加熱後撮像工程での撮像結果とに基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、前記調整用基板の面内温度分布の推定結果に基づいて、前記熱処理の処理条件を決定する熱処理条件決定工程と、を含む。

Description

基板処理装置及び処理条件調整方法
　本開示は、基板処理装置及び処理条件調整方法に関する。
　特許文献１は、ウェハ上に所望の線幅のレジストパターンを均一に形成する基板処理方法が開示されている。この基板処理方法では、露光装置での露光前にウェハ上に形成されたレジスト膜の膜厚分布を取得する。そして、レジスト膜が形成されたウェハに対しパターン露光を行う。次に、パターン露光後のレジスト膜に対して加熱処理を行う。次いで、加熱処理後のレジスト膜の膜厚分布を取得し、露光前の膜厚分布と加熱処理後の膜厚分布から膜厚差データを算出する。続いて、線幅相関データテーブルを参照し、膜厚差データに対応する線幅（推定線幅）をウェハの面内において算出する。算出された推定線幅がウェハの面内においてばらついている場合、レジスト膜に対して再度の加熱処理を行う。この加熱処理の条件は、推定線幅が大きい領域の加熱温度を他の領域の加熱温度よりも高くするように設定される。そして、再度の加熱処理が行われたレジスト膜の現像処理が行われる。
特開２０１７－２８０８６号公報
　本開示にかかる技術は、レジストパターン形成のために基板に対して行われる処理のうち、少なくとも露光後の加熱処理について、その処理結果が基板面内で均一になるように行い、線幅が面内で均一なレジストパターンを基板上に形成する。
　本開示の一態様は、基板を処理する基板処理装置であって、基板に対し熱処理を行う熱処理部と、基板を撮像する撮像部と、制御部と、を有し、前記制御部は、基板に対する処理の条件を調整する調整処理を実行するように構成され、前記調整処理は、レジスト膜が形成された未露光の調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する露光前撮像工程と、前記露光前撮像工程の後、基板表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理が行われた前記調整用基板に対し、前記熱処理が行われるよう、前記熱処理部を制御する熱処理工程と、前記熱処理工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する加熱後撮像工程と、前記露光前撮像工程での撮像結果と、前記加熱後撮像工程での撮像結果とに基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、前記調整用基板の面内温度分布の推定結果に基づいて、前記熱処理の処理条件を決定する熱処理条件決定工程と、を含む。
　本開示によれば、レジストパターン形成のために基板に対して行われる処理のうち、少なくとも露光後の加熱処理について、その処理結果が基板面内で均一になるように行うことができ、線幅が面内で均一なレジストパターンを基板上に形成することができる。
第１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。 第１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。 第１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。 現像処理ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 現像処理ユニットの構成の概略を示す横断面図である。 熱処理ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 熱処理ユニットの構成の概略を示す横断面図である。 熱処理ユニットの熱板の構成の概略を示す平面図である。 欠陥検査ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 欠陥検査ユニットの構成の概略を示す横断面図である。 ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理を説明するためのフローチャートである。 温度分布推定方法の概念図である。 ＰＥＢ処理時のウェハ温度についての検量線の取得方法を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態にかかる処理条件の調整処理を説明するためのフローチャートである。 現像処理後のレジスト膜の膜厚についての検量線及び現像処理条件を決定するための補正曲線の取得方法を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態にかかる基板処理装置の内部構成の概略を示す、正面図である。 第４実施形態にかかる基板処理装置が有する熱処理ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 第５実施形態にかかる基板処理装置の内部構成の概略を示す、正面図である。
　半導体デバイス等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、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上に所定のレジストパターンを形成するために一連の処理が行われる。上記一連の処理には、例えば、ウェハ上にレジスト液を供給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が含まれる。また、上記一連の処理には、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等が含まれる。
　ＰＥＢ処理におけるウェハの温度は、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。また、レジストパターンはその線幅が面内で均一に形成されることが求められる。そこで、ＰＥＢ処理を行う熱処理装置には、複数の加熱領域が設けられており、各加熱領域は異なる温度を設定可能とされている。
　各加熱領域の温度の設定では、従来、実際に、テストウェハに一連のレジストパターン形成処理を行い、レジストパターンの線幅を領域毎に測定し、該測定結果に基づいて、各加熱領域の温度を設定していた。しかし、この方法では、レジストパターンの線幅のウェハ面内での均一性は改善されるものの、ウェハの加熱処理の処理結果を、すなわちウェハの温度を、ウェハ面内で均一にすることができない。レジストパターンの線幅には、パターン露光の処理条件や現像の処理条件等も影響するからである。熱処理装置の各加熱領域の温度の設定に、実際に形成し測定したレジストパターンの線幅を用いるのではなく、特許文献１のように、レジストパターンの推定線幅を用いる場合も同様である。
　レジストパターンの線幅の面内での均一性をさらに改善するためには、ウェハの加熱処理を含むレジストパターン形成のための処理それぞれを、その処理結果が基板面内で均一になるように行うことが肝要である。
　そこで、本開示にかかる技術は、レジストパターン形成のために基板に対して行われる処理のうち、少なくとも露光後の加熱処理について、その処理結果が基板面内で均一になるように行い、線幅が面内で均一なレジストパターンの形成を可能とする。
　以下、本実施形態にかかる基板処理装置及び処理条件調整方法を、図面を参照して説明する。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ついては、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実施形態）
　図１は、第１実施形態にかかる基板処理装置１の内部構成の概略を示す説明図である。図２及び図３は、各々基板処理装置１の内部構成の概略を示す、正面図と背面図である。
　基板処理装置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ユニットを備えた処理ステーション３と、を有する。そして、基板処理装置１は、カセットステーション２と、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、基板処理装置１は、当該基板処理装置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、基板処理装置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、基板処理装置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ユニット２１が設けられている。ウェハ搬送ユニット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の受け渡しユニットとの間でウェハＷを搬送できる。
　処理ステーション３には、各種ユニットを備えた複数、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ユニット、例えばウェハＷを現像処理する現像処理部としての現像処理ユニット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ユニット３１が下からこの順に配置されている。
　例えば現像処理ユニット３０、レジスト塗布ユニット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、これら現像処理ユニット３０、レジスト塗布ユニット３１の数や配置は、任意に選択できる。
　これら現像処理ユニット３０、レジスト塗布ユニット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、現像処理ユニット３０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部としての熱処理ユニット４０や、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光ユニット４１が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理ユニット４０、周辺露光ユニット４１の数や配置についても、任意に選択できる。なお、熱処理ユニット４０の構成については後述する。
　第３のブロックＧ３には、複数の受け渡しユニット５０が設けられている。また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡しユニット６０が設けられ、その上に欠陥検査ユニット６１が設けられている。なお、欠陥検査ユニット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、例えばウェハ搬送ユニット７０が配置されている。
　ウェハ搬送ユニット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。ウェハ搬送ユニット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内の所定のユニットにウェハＷを搬送できる。ウェハ搬送ユニット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ユニットにウェハ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ユニット７１が設けられている。
　シャトル搬送ユニット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。シャトル搬送ユニット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の受け渡しユニット５０と第４のブロックＧ４の受け渡しユニット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、ウェハ搬送ユニット７２が設けられている。ウェハ搬送ユニット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。ウェハ搬送ユニット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内の各受け渡しユニット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、ウェハ搬送ユニット７３と受け渡しユニット７４が設けられている。ウェハ搬送ユニット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。ウェハ搬送ユニット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内の各受け渡しユニット６０、受け渡しユニット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、上述の各種処理ユニットや搬送ユニットなどの駆動系の動作を制御して、基板処理装置１における処理条件調整処理を含む、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、上記プログラムは、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、当該記憶媒体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、上述した現像処理ユニット３０の構成について説明する。図４及び図５はそれぞれ、現像処理ユニット３０の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。
　現像処理ユニット３０は、図４及び図５に示すように、内部を密閉可能な処理容器１００を有している。処理容器１００のウェハ搬送ユニット７０側の側面には、ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。
　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、現像液をウェハ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に現像液を供給する供給管１２５が接続されている。供給管１２５は、内部に現像液を貯留する現像液供給源１２６に連通している。また、供給管１２５には、現像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、レジスト塗布ユニット３１の構成は、上述の現像処理ユニット３０の構成と同様である。ただし、現像処理ユニット３０とレジスト塗布ユニット３１とでは塗布ノズルから供給される処理液が異なる。
　続いて、熱処理ユニット４０の構成について説明する。図６及び図７はそれぞれ、熱処理ユニット４０の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。
　例えば熱処理ユニット４０は、図６及び図７に示すように筐体１３０内に、ウェハＷを加熱処理する加熱部１３１と、ウェハＷを冷却処理する冷却部１３２を備えている。図７に示すように筐体１３０の冷却部１３２近傍の両側面には、ウェハＷを搬入出するための搬入出口１３３が形成されている。
　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ユニット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、「チャンネル」と言うことがある。）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チャンネルＲ１と、そのチャンネルＲ１の周囲を円弧状に４等分したチャンネルＲ２～Ｒ５とに区画されている。
　熱板１４２の各チャンネルＲ１～Ｒ５には、ヒータ１８０が個別に内蔵され、チャンネルＲ１～Ｒ５毎に個別に加熱できる。各チャンネルＲ１～Ｒ５のヒータ１８０の発熱量は、例えば温度制御部１８１により調整されている。温度制御部１８１は、各ヒータ１８０の発熱量を調整して、各チャンネルＲ１～Ｒ５の温度を所定の設定温度に制御できる。温度制御部１８１における温度設定は、制御部６により行われる。
　次に、欠陥検査ユニット６１の構成について説明する。図９及び図１０はそれぞれ、欠陥検査ユニット６１の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。欠陥検査ユニット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、駆動部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、撮像部２１０が設けられている。撮像部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、撮像部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部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、照明部２１２が設けられている。ハーフミラー２１１と照明部２１２は、ケーシング１９０内部の上面に固定されている。照明部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、照明部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、撮像部２１０に取り込まれる。すなわち、撮像部２１０は、照明部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、基板処理装置１を用いたウェハ処理について説明する。
　基板処理装置１を用いたウェハ処理では、先ず、ウェハ搬送ユニット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の受け渡しユニット５０に搬送される。
　次にウェハＷは、ウェハ搬送ユニット７０によって第２のブロックＧ２の熱処理ユニット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のレジスト塗布ユニット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、熱処理ユニット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ユニット４０は互いに異なる。
　その後、ウェハＷは、周辺露光ユニット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、熱処理ユニット４０に搬送され、ＰＥＢ処理される。その後ウェハＷは、たとえば現像処理ユニット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、熱処理ユニット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、欠陥検査ユニット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、ＰＥＢ処理の処理結果をウェハ面内で均一にするための、ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理について、図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理を説明するためのフローチャートである。図１２は、温度分布推定方法の概念図である。以下の例では、ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理において、ＰＥＢ処理時の熱板１４２の各チャンネルＲ１～Ｒ５の設定温度を調整する。なお、上記調整処理は、例えば、基板処理装置１を導入する際や、基板処理装置１のメンテナンスの際等に行われる。
（搬入工程）
　ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理では、図１１に示すように、まず、調整用のウェハＷ（以下、「調整用ウェハＷ」という。）が搬入される（ステップＳ１）。具体的には、当該調整処理に際し、作業者により、調整用ウェハＷが収容されたカセットＣがカセット載置台１２に載置されるため、当該カセットＣから調整用ウェハＷが取り出され、次工程のためにレジスト塗布ユニットに搬送される。なお、調整用ウェハＷは、ベアウェハである。
（レジスト膜形成工程）
　次いで、調整用ウェハＷ上にレジスト膜が形成される（ステップＳ２）。具体的には、レジスト塗布ユニット３１において、予め定められた塗布処理条件で、調整用ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。
（ＰＡＢ処理工程）
　その後、調整用ウェハＷに対し、ＰＡＢ処理が行われる（ステップＳ３）。具体的には、レジスト膜が形成された調整用ウェハＷが、ＰＡＢ処理用の熱処理ユニット４０に搬送され、予め定められたＰＡＢ処理条件で、ＰＡＢ処理が行われる。
（露光前撮像工程）
　次いで、レジスト膜が形成され、且つ、後述の均一露光処理前の、調整用ウェハＷの撮像が行われる（ステップＳ４）。具体的には、ＰＡＢ処理が行われた調整用ウェハＷが、欠陥検査ユニット６１に搬送され、その表面が撮像部２１０により撮像される。そして、図１２に示すように、撮像結果Ｆ１におけるウェハＷが例えば４３７個の領域に分割され、各領域において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれの輝度値の平均値が算出される。そして、領域（ピクセル）それぞれについて、当該領域の座標と、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの輝度値の平均値とを対応付けたテーブルが作成される。そして、作成されたテーブルに基づいてＲ、Ｇ、Ｂそれぞれについて撮像画像（以下、「露光前撮像画像」という。）Ｉ１が取得される。
（均一露光工程）
　撮像画像の取得後、調整用ウェハＷに対し、均一露光処理が行われる（ステップＳ５）。具体的には、ステップＳ４の露光前撮像工程で撮像された調整用ウェハＷが、露光装置４に搬送され、ウェハ表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理が行われる。露光装置４では、均一露光処理の際、例えば、露光領域毎に、レチクルを用いずに、同じ露光強度且つ同じ露光時間で、露光が行われる。また、均一露光処理におけるウェハ表面の各領域の露光量は、実処理時すなわちレジストパターンの量産時の露光量未満であり、具体的には、実処理時の露光量の１／２とされる。
（ＰＥＢ処理工程）
　均一露光工程後、調整用ウェハＷに対し、ＰＥＢ処理が行われる（ステップＳ６）。具体的には、均一露光処理が行われた調整用ウェハＷが、処理条件の調整対象の、ＰＥＢ処理用の熱処理ユニット４０に搬送され、現在設定されているＰＥＢ処理条件で、ＰＥＢ処理が行われる。
（ＰＥＢ後撮像工程）
　次いで、調整用ウェハＷの撮像が再度行われる（ステップＳ７）。具体的には、ＰＥＢ処理が行われ未現像の調整用ウェハＷが、欠陥検査ユニット６１に搬送され、その表面が撮像部２１０により撮像される。このとき、未現像であるため、撮像部２１０により撮像されるのは、レジストパターンではなくウェハＷ上のレジスト膜に形成された潜像である。そして、撮像結果Ｆ２に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれについて撮像画像（以下、「ＰＥＢ後撮像画像」という。）Ｉ２が取得される。
（温度分布推定工程）
　次に、制御部６は、露光前撮像工程での撮像結果と、ＰＥＢ後撮像工程での撮像結果とに基づいて、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布を推定する（ステップＳ８）。具体的には、制御部６は、露光前撮像工程で取得された露光前撮像画像Ｉ１の色情報と、ＰＥＢ後撮像画像Ｉ２の色情報とに基づいて、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布を推定する。なお、色情報とは、特定の波長（色）の輝度情報である。
　より具体的には、制御部６は、まず、露光前撮像工程で取得されたＲ、Ｇ及びＢの露光前撮像画像Ｉ１と、ＰＥＢ後撮像工程で取得されたＲ、Ｇ及びＢのＰＥＢ後撮像画像Ｉ２と、に対し、それぞれシェーディング補正Ｓｈを行う。シェーディング補正Ｓｈにより、撮像条件（撮像素子の感度、光学系、載置台２００の移動速度等）に起因する輝度ムラを除去することができる。
　続いて、制御部６は、Ｒ、Ｇ及びＢ毎、且つ、撮像画像におけるピクセル毎に、シェーディング補正された露光前撮像画像Ｉ１´とＰＥＢ後撮像画像Ｉ２´とで、輝度値の差分Δを算出する。
　そして、制御部６は、Ｒについての上記差分Δｒと温度との関係を示す検量線Ｌｒと、ピクセル毎に算出されたＲについての上記差分Δｒから、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布Ｐｒを取得する。
　また、制御部６は、Ｇについての上記差分Δｇと温度との関係を示す検量線Ｌｇと、ピクセル毎に算出されたＧについての上記差分Δｇから、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布Ｐｇを取得する。
　さらに制御部６は、Ｂについての上記差分Δｂと温度との関係を示す検量線Ｌｂと、ピクセル毎に算出されたＢについての上記差分Δｂから、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布Ｐｂを取得する。
　なお、上記検量線Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂは予め取得されている。その取得方法については後述する。
　また、制御部６は、取得された３つのＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂから１つ選択する。例えば、レジスト膜の膜厚に応じた波長すなわち色についての撮像画像に基づいて取得された、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布が選択される。より具体的には、レジスト膜が厚いときは波長が長いＲの撮像画像に基づいて取得された面内温度分布Ｐｒが選択され、レジスト膜が薄いときは波長が短いＢの撮像画像に基づいて取得された面内温度分布Ｐｂが選択される。つまり、制御部６は、レジスト膜の膜厚に応じた波長についての撮像画像に基づいて、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布を推定する。なお、上述のようにレジスト膜の膜厚に応じた波長についての撮像画像に基づいて取得された、上記面内温度分布を選択する場合、他の波長についての撮像画像に基づく面内温度分布の取得は省略してもよい。
（熱処理条件決定工程）
　温度分布推定工程後、制御部６は、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布の推定結果に基づいて、ＰＥＢ処理の処理条件を決定する（ステップＳ９）。
　具体的には、制御部６は、温度分布推定工程において選択された、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布に基づいて、ＰＥＢ処理の処理条件を決定する。例えば、制御部６は、以下の式（１）に基づいて、熱板１４２のチャンネルＲ１～Ｒ５それぞれの設定温度を決定し、より具体的には、レジスト膜種毎に定められた基準温度からのずれ量（オフセット量）を熱板１４２のチャンネル毎に決定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、式（１）において、Ｏは、熱板１４２の各チャンネルのオフセット量を示す行列、Ｔは、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布を示す行列、Ａは変換行列である。
　上述の式（１）等を用いることにより、調整用ウェハＷにおいて、推定されたＰＥＢ処理時の温度が基準温度より低い領域に対応するチャネルはオフセット量が増加するように、且つ、推定されたＰＥＢ処理時の温度が基準温度より高い領域に対応するオフセット量が低下するように、ＰＥＢ処理の処理条件は決定される。
　決定された、ＰＥＢ処理の処理条件は、記憶部（図示せず）に記憶され、その後の実処理時等におけるＰＥＢ処理で用いられる。
（除去工程）
　また、調整用ウェハＷに形成されたレジスト膜の除去処理が行われる（ステップＳ１０）。具体的には、ＰＥＢ後撮像工程で撮像された調整用ウェハＷが、除去部としてのレジスト塗布ユニット３１に搬送され、シンナー液を吐出する吐出ノズル（図示せず）からシンナー液を調整用ウェハＷに供給し、当該調整用ウェハＷ上のレジスト膜が剥離される。なお、除去処理用のユニットをレジスト塗布ユニット３１等とは別に設けてもよい。
（除去後撮像工程）
　次いで、調整用ウェハＷの撮像が再度行われる（ステップＳ１１）。具体的には、レジスト膜が除去された調整用ウェハＷが、欠陥検査ユニット６１に搬送され、その表面が撮像部２１０により撮像され、ウェハ表面の状態を示す基板画像が取得される。
（再利用判定工程）
　次に、制御部６は、除去後撮像工程で取得された基板画像に基づいて、調整用ウェハＷが再利用可能であるか否か判定する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部６は、除去撮像工程で取得された調整用ウェハＷの基板画像と、予め取得された未処理状態のベアウェハの基板画像とを比較し、比較結果に基づいて、調整用ウェハＷが再利用可能であるか否か判定する。
（報知工程）
　再利用可能でない場合（ステップＳ１２、ＮＯの場合）、制御部６は、再利用不可である旨の報知を行わせる（ステップＳ１３）。具体的には、制御部６は、例えば、調整用ウェハＷが再利用不可である旨の警告を表示部（図示せず）に表示させる。
（搬出工程）
　再利用可能である場合（ステップＳ１２、ＹＥＳの場合）、または、ステップＳ１１の報知工程後、制御部６は、調整用ウェハＷを搬出させる（ステップＳ１４）。具体的には、調整用ウェハＷが、ウェハ搬送ユニット２１によって、カセット載置台１２上の元のカセットＣへ戻される。なお、再利用可能でない場合は、別途カセット載置台１２上に載置された廃棄用のカセットＣに調整用ウェハが搬送されるようにしてもよい。
　これにより、ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理は完了する。
　上述のＰＥＢ処理の処理条件の調整処理が完了した後の実処理では、当該調整処理により決定された処理条件でＰＥＢ処理が行われる。
　続いて、前述の検量線Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂの取得方法について図１３を用いて説明する。図１３は、検量線Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂの取得方法を説明するためのフローチャートである。
　検量線Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂの取得に際し、例えば、まず、複数のＰＥＢ処理用の熱処理ユニット４０のうち、検量線取得のために使用されるものが、ユーザ入力等に応じて決定される（ステップＳ２１）。
（搬入工程）
　次いで、検量線取得用のウェハＷ（以下、「検量線取得用ウェハＷ」という。）が、ステップＳ１と同様に搬入される。なお、検量線取得用ウェハＷは、ベアウェハである。
（レジスト膜形成工程）
　次いで、ステップＳ２と同様に、検量線取得用ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。
（ＰＡＢ処理工程）
　その後、ステップＳ３と同様に、検量線取得用ウェハＷに対し、ＰＡＢ処理が行われる。
（露光前撮像工程）
　次いで、ステップＳ４と同様に、検量線取得用ウェハＷの撮像が行われる。
（均一露光工程）
　次いで、ステップＳ５と同様に、検量線取得用ウェハＷに対し、均一露光処理が行われる。
（ＰＥＢ処理工程）
　均一露光工程後、ステップＳ６と同様に、検量線取得用ウェハＷに対し、ＰＥＢ処理が行われる。なお、ＰＥＢ処理はステップＳ２１で決定された熱処理ユニット４０で行われる。
（ＰＥＢ後撮像工程）
　次いで、ステップＳ７と同様に、検量線取得用ウェハＷの撮像が行われる。
（搬出工程）
　そして、ステップＳ１４と同様に、検量線取得用ウェハＷが搬出される。
　上述のステップＳ１の搬入工程からステップＳ１４の搬出工程までの各工程が複数枚（Ｎ枚）の検量線取得用ウェハＷそれぞれに対し行われる。ただし、検量線取得用ウェハＷ毎に、ＰＥＢ処理工程での熱板１４２の温度が異なる。なお、熱板１４２のチャンネルＲ１～Ｒ５それぞれの温度は共通である。
（検量線算出工程）
　そして、複数枚の検量線取得用ウェハＷについての、露光前撮像工程で取得された撮像画像と、ＰＥＢ後撮像工程で取得された撮像画像とに基づいて、検量線Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂが算出される。具体的には、検量線Ｌｒの場合、まず、露光前撮像工程での撮像画像におけるウェハ面内での平均のＲ輝度をグレー値Ｉｒ１と、ＰＥＢ後撮像工程の撮像画像におけるウェハ面内での平均のＲ輝度をグレー値Ｉｒ２とし、ＰＥＢ処理工程での熱板１４２の温度毎に、グレー値変化量ΔＩｒ（＝Ｉｒ２－Ｉｒ１）が算出される。そして、説明変数をグレー値変化量、目的変数をＰＥＢ処理工程での熱板１４２の温度として、グレー値変化量に対する上記熱板１４２の温度の近似曲線が取得され、これが検量線Ｌｒとされる。
　検量線Ｌｇ、Ｌｂの場合も検量線Ｌｒと同様に取得される。
　以上のように、本実施形態にかかるＰＥＢ処理条件の調整処理は、レジスト膜が形成された、均一露光処理前の調整用ウェハＷの撮像を行う露光前撮像工程と、露光前撮像工程の後、均一露光処理が行われた調整用ウェハＷに対し、ＰＥＢ処理を行うＰＥＢ処理工程と、ＰＥＢ処理された調整用ウェハＷを撮像するＰＥＢ後撮像工程と、露光前撮像工程での撮像結果と、ＰＥＢ後撮像工程での撮像結果とに基づいて、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハの面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、調整用ウェハの面内温度分布の推定結果に基づいて、ＰＥＢ処理の処理条件を決定するＰＥＢ処理条件決定工程と、を含む。したがって、本実施形態では、レジストパターンの線幅の面内温度分布ではなく、現在設定されている処理条件でＰＥＢ処理を実際に行い、その処理後の撮像結果から推定される調整用ウェハＷの面内温度分布に基づいて、ＰＥＢ処理の処理条件を決定している。そのため、本実施形態によれば、ＰＥＢ処理を、その処理結果（すなわちウェハＷの温度）がウェハ面内で均一になるように行うことができる。したがって、線幅の面内均一性がより高いレジストパターンを形成することができる。
　また、本実施形態によれば、ＰＥＢ処理用の熱処理ユニット４０それぞれについて、ウェハ面内においてウェハＷの温度を、レジスト膜種毎に設定されている基準温度で、均一にすることができる。したがって、ＰＥＢ処理用の熱処理ユニット４０間でのウェハＷの温度のばらつきを抑えることができる。
　さらに、本実施形態では、制御部６が、上述のように、取得した３つのＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂから、レジスト膜の膜厚に応じた波長についての撮像画像に基づいて取得された、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布を選択する。つまり、制御部６が、レジスト膜の膜厚に応じた１つの波長についての撮像画像に基づいて、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布を推定する。したがって、ＰＥＢ処理時の面内温度分布をより正確に推定することができ、ＰＥＢ処理結果をウェハ面内でより均一にすることができる。
　なお、制御部６が、３つのＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂから１つ選択する際、以下のようにしてもよい。例えば、熱板１４２に対して温度センサを設けておき、当該温度センサでの測定結果と、当該温度センサの配設位置に対応するピクセルの推定温度とが最も近い面内温度分布が選択されるようにしてもよい。
　また、制御部６が、以下の式（２）を用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂの全ての撮像画像に基づいて、１つのＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布を推定するようにしてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　温度感度行列に膜厚依存性がある場合は、制御部６が、以下の式（３）を用いてＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布を推定するようにしてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　さらにまた、本実施形態では、均一露光処理におけるウェハ表面の各領域の露光量を、実処理時の露光量未満で、例えば１／２とされる。そのため、ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理の際に、ＰＥＢ処理を行ったときに、ＰＥＢ処理結果の相違によって、ＰＥＢ処理前後でのレジスト膜の膜厚の変化量が大きくなる。その結果、ＰＥＢ処理結果の相違によって、ＰＥＢ処理前後での、撮像画像における輝度の変化量が大きくなる。つまり、ＰＥＢ処理結果の相違がわずかであっても、露光前撮像画像とＰＥＢ後撮像画像との間の輝度の差は大きくなる。したがって、露光前撮像画像とＰＥＢ後撮像画像に基づいて、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布を高精度に推定することができる。なお、実処理時の露光量の１／２は、レジストパターンのエッジ部分に照射される露光量に相当する。
　また、本実施形態では、除去後撮像工程で取得された基板画像に基づいて、レジスト膜が除去された調整用ウェハＷが再利用可能であるか否か判定している。したがって、処理条件の調整精度を損なわずに、調整用ウェハＷの消費量を抑えることができる。
　なお、本実施形態では、調整用ウェハＷとしてベアウェハを用いている。したがって、ＰＥＢ処理の処理条件を適切に決定することができる。
（第２実施形態）
　図１４は、第２実施形態にかかる処理条件の調整処理を説明するためのフローチャートである。
　第１実施形態では、ＰＥＢ処理の処理条件を調整したのに対し、本実施形態では、現像処理の処理条件を調整する。現像処理の処理条件の調整処理は、例えば、ＰＥＢ処理の処理条件の調整後に続いて行われる。なお、ＰＥＢ処理の処理条件の調整が前述のように基板処理装置１を導入する際等に行われるため、現像処理の処理条件の調整処理も、同タイミングで行われることとなる。ただし、ＰＥＢ処理の処理条件の調整を行わずに、現像処理の処理条件の調整処理を行うことは可能ではある。
（搬入工程）
　現像処理の処理条件の調整処理では、まず、前述のステップＳ１と同様に、調整用ウェハＷが搬入される。
（レジスト膜形成工程）
　次いで、前述のステップＳ２と同様に、調整用ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。
（ＰＡＢ処理工程）
　その後、前述のステップＳ３と同様に、調整用ウェハＷに対し、ＰＡＢ処理が行われる（ステップＳ３）。
（均一露光工程）
　次いで、前述のステップＳ５と同様に、調整用ウェハＷに対し、均一露光処理が行われる。現像処理の処理条件の調整処理でも、均一露光処理における、ウェハ表面の各領域の露光量は、実処理時の露光量未満で、例えば１／２とされる。
（ＰＥＢ処理工程）
　均一露光工程後、前述のステップＳ６と同様に、調整用ウェハＷに対し、ＰＥＢ処理が行われる。ただし、ＰＥＢ処理の処理条件の調整後であれば、調整後のＰＥＢ処理条件でＰＥＢ処理が行われる。
（現像処理工程）
　その後、調整用ウェハＷに対し、現像処理が行われる（ステップＳ３１）。具体的には、ＰＥＢ処理が行われた調整用ウェハＷが、処理条件の調整対象の、現像処理ユニット３０に搬送され、現在設定されている現像処理条件で、現像処理が行われる。
（現像後撮像工程）
　次いで、調整用ウェハＷの撮像が再度行われる（ステップＳ３２）。具体的には、現像処理が行われた調整用ウェハＷが、欠陥検査ユニット６１に搬送され、その表面が撮像部２１０により撮像され、撮像画像（以下、「現像後撮像画像」という。）Ｉ３が取得される。
（残膜厚量分布推定工程）
　次に、制御部６は、現像後撮像工程での撮像結果に基づいて、調整用ウェハＷにおける、現像処理後のレジスト膜の膜厚（以下、「レジスト膜の残膜厚量」という。）の面内分布を推定する（ステップＳ３３）。
　具体的には、制御部６は、Ｂ（青）についての現像後撮像画像Ｉ３の色情報に基づいて、調整用ウェハＷのレジスト膜の残膜厚量の面内分布を算出すなわち推定する。
　より具体的には、制御部６は、Ｂについての現像後撮像画像Ｉ３におけるピクセル毎に、輝度と、予め取得された検量線Ｌｄｅｖとに基づいて、レジスト膜の残膜厚量を算出し、上記残膜厚量の面内分布を取得する。
　なお、検量線Ｌｄｅｖは、Ｂについての現像後撮像画像Ｉ３における輝度とレジスト膜の残膜厚量との関係を示すものである。検量線Ｌｄｅｖの取得方法については後述する。
　ここでは、Ｂについての撮像画像に基づいて上記残膜厚量の面内分布を算出していたが、Ｇについての撮像画像や、Ｒについての撮像画像に基づいて上記残膜厚量の面内分布を算出してもよい。また、ＰＥＢ処理時の調整用ウェハＷの面内温度分布の推定と同様、レジスト膜の膜厚に応じた波長についての撮像画像に基づいて推定するようにしてもよい。
（現像処理条件決定工程）
　残膜厚量分布推定工程後、制御部６は、レジスト膜の残膜厚量の面内分布の推定結果に基づいて、現像処理の処理条件を決定する（ステップＳ３４）。
　具体的には、制御部６は、例えば、調整用ウェハＷ上のレジスト膜の残膜厚量の面内分布に基づいて、現像処理の処理条件としての現像液の供給時間を決定し補正する。
　より具体的には、制御部６は、調整用ウェハＷにおいて、レジスト膜の残膜厚量がウェハ中央部では目標量に近く適正でありウェハ外周部では目標量より大きい場合、ウェハ外周部への現像液の供給が追加されるよう、現像処理の処理条件を決定する。ウェハ外周部への現像液の追加供給時間の長さΔｔは、例えば、現像液の供給時間と残膜厚量との関係を示す補正曲線Ｌａｍｄから、算出される。
　なお、上記補正曲線Ｌａｍｄは予め取得されている。その取得方法については後述する。
　このように、ウェハ外周部への現像液の追加供給時間の長さΔｔを設定することにより、ウェハ外周部におけるレジスト膜の残膜厚量も目標量に近い適正な値にすることができる。
　なお、算出されたウェハ外周部への現像液の追加供給時間の長さΔｔ、すなわち、決定された現像処理の処理条件は、記憶部（図示せず）に記憶され、その後の実処理時等における現像処理で用いられる。
　また、前述のステップＳ１０～ステップＳ１４と同様な工程が行われ、これにより、現像処理の処理条件の調整処理は完了する。
　続いて、前述の検量線Ｌｄｅｖ及び補正曲線Ｌａｍｄの取得方法について図１５を用いて説明する。図１５は、検量線Ｌｄｅｖ及び補正曲線Ｌａｍｄの取得方法を説明するためのフローチャートである。
　検量線Ｌｄｅｖの取得に際し、まず、複数の現像処理ユニット３０のうち、検量線及び補正曲線取得のために使用されるものが、ユーザ入力等に応じて決定される（ステップＳ４１）。
（搬入工程）
　次いで、検量線及び補正曲線取得用のウェハＷ（以下、「検量線取得用ウェハＷ」という。）が、ステップＳ１と同様に搬入される。なお、この検量線取得用ウェハＷも、ベアウェハである。
（レジスト膜形成工程）
　次いで、ステップＳ２と同様に、検量線取得用ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。
（ＰＡＢ処理工程）
　その後、ステップＳ３と同様に、検量線取得用ウェハＷに対し、ＰＡＢ処理が行われる。
（均一露光工程）
　次いで、ステップＳ５と同様に、検量線取得用ウェハＷに対し、均一露光処理が行われる。
（ＰＥＢ処理工程）
　均一露光工程後、ステップＳ６と同様に、検量線取得用ウェハＷに対し、ＰＥＢ処理が行われる。
（現像処理工程）
　その後、ステップＳ３１と同様に、検量線取得用ウェハＷに対し、現像処理が行われる。なお、現像処理はステップＳ４１で決定された現像処理ユニット３０で行われ、現像液のスピンコーティング中、現像液は塗布ノズル１２２からウェハ中央部へのみ供給される。
（現像後撮像工程）
　次いで、ステップＳ３２と同様に、検量線取得用ウェハＷの撮像が行われる。これにより少なくともＢについての撮像画像が取得される。
（搬出工程）
　そして、ステップＳ１４と同様に、検量線取得用ウェハＷが搬出される。
（残膜厚量測定工程）
　その後、検量線取得用ウェハＷのレジスト膜の残膜厚量が取得される（ステップＳ４２）。具体的には、例えば、ＰＥＢ処理が行われた検量線取得用ウェハＷは、外部の膜厚測定装置（図示せず）に搬送され、ウェハ中央部のレジスト膜の残膜厚量が測定される。なお、残膜厚量の測定は、膜厚測定装置を基板処理装置１に設けておき、当該膜厚測定装置で行うようにしてもよい。
（検量線及び補正曲線算出工程）
　そして、複数枚の検量線取得用ウェハＷについての、現像後撮像工程で取得された検量線取得用ウェハＷの撮像画像に基づいて、検量線Ｌｐｅｂ及び補正曲線Ｌａｍｄが算出される（ステップＳ４３）。具体的には、検量線Ｌｐｅｂの場合、説明変数を現像後撮像工程での札号座図におけるＢ輝度、目的変数を残膜厚量測定工程で取得されたレジスト膜の残膜厚量として、Ｂ輝度値変化量に対する上記残膜厚量の近似曲線が取得され、これが検量線Ｌｐｅｂとされる。また、補正曲線Ｌａｍｄの場合、説明変数を現像工程での現像液の供給時間、目的変数を残膜厚量測定工程で取得されたレジスト膜の残膜厚量として、現像液の供給時間に対するレジスト膜の残膜厚量の近似曲線が取得され、これが補正曲線Ｌａｍｄとされる。
　以上のように、本実施形態では、現在設定されている処理条件で現像処理を実際に行い、その処理結果から推定される現像処理後のレジスト膜の膜厚の面内分布に基づいて、現像処理の処理条件を決定している。そのため、本実施形態によれば、現像処理を、その処理結果がウェハ面内で均一になるように行うことができる。したがって、線幅の面内均一性がより高いレジストパターンを形成することができる。
　また、本実施形態では、均一露光処理におけるウェハ表面の各領域の露光量を、実処理時の露光量未満で、例えば１／２とされる。そのため、現像処理の処理条件の調整処理の際に、現像処理を行ったときに、現像処理結果の相違によって、現像処理後のレジスト膜の膜厚が大きく異なるようになる。その結果、現像処理結果の相違によって、現像処理後の撮像画像における輝度が大きく異なるようになる。つまり、現像処理結果の相違がわずかであっても、現像後撮像画像における輝度は大きく異なってくる。したがって、現像後撮像画像に基づいて、現像処理後のレジスト膜の膜厚の面内分布を高精度に推定することができる。
（第３実施形態）
　図１６は、第３実施形態にかかる基板処理装置１ａの内部構成の概略を示す、正面図である。
　第１実施形態では、均一露光処理は、基板処理装置１に隣接し、実処理時に露光を行う外部の露光装置４で行っていた。それに対し、本実施形態では、図１６に示すように、基板処理装置１ａが、露光装置４とは独立した露光ユニット６２を有している。そして、露光ユニット６２が、調整用ウェハＷに対し均一露光処理を行う。
　この構成により、処理条件の調整処理を、外部の露光装置を用いずに、基板処理装置１内で完結させることができる。
　なお、露光ユニット６２は、例えば、第４のブロックＧ４における欠陥検査ユニット６１の上に設けられる。
（第４実施形態）
　図１７は、第４実施形態にかかる基板処理装置が有する熱処理ユニット４０ａの構成の概略を示す縦断面図である。
　本実施形態にかかる熱処理ユニット４０ａは、蓋体１４０の温度を調節する温度調節機構としてのヒータ１４０ｂが当該蓋体１４０に設けられている。
　前述の第１実施形態等では、熱板１４２の各チャンネルのオフセット量といった実処理におけるＰＥＢ処理時の熱板１４２の条件を調整しているものの、熱板１４２の条件を調整しただけでは、上記ＰＥＢ処理時のウェハ温度が全体的に所望の温度より低い場合や高い場合がある。これらの場合において、本実施形態のように、蓋体１４０の温度を調節するヒータ１４０ｂを設けることにより、実処理時のＰＥＢ処理時のウェハＷの温度を所望の温度にすることができる。ウェハＷは、蓋体１４０の輻射熱の影響を受けるからである。
　また、本実施形態とは異なり、ヒータ１４０ｂを設けないと、例えば、ＰＥＢ処理時の熱板の条件の調整処理時と実処理時とで、ＰＥＢ処理時の蓋体１４０の温度が異なる場合がある。ヒータ１４０ｂを設けることにより、上記調整処理時と実処理時とで、ＰＥＢ処理時の蓋体１４０の温度を同様にすることができる。ウェハＷは前述のように蓋体１４０の輻射熱の影響を受けるので、上記調整処理時と実処理時とでＰＥＢ処理時の蓋体１４０の温度が異なる場合より同様の場合の方が、調整後の実処理時におけるＰＥＢ処理結果のウェハ面内均一性を向上させることができる。
（第１実施形態の変形例）
　第１実施形態では、ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理が完了した後の実処理では、当該調整処理により決定された処理条件に基づいて、すなわち、上記調整処理により決定された熱板１４２の各チャンネルのオフセット量に基づいて、ＰＥＢ処理が行われる。
　一方、本変形例では、ＰＥＢ処理の際、上記調整処理により決定された上記オフセット量は、温度センサ１４３による熱処理ユニット４０の蓋体１４０の測温結果に基づいて補正されて用いられる。ウェハＷは前述のように蓋体１４０の輻射熱の影響を受けるからである。
（第１実施形態の変形例）
　第１実施形態では、ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理は、基板処理装置１を導入する際や基板処理装置１のメンテナンスの際に行われていた。ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理の実行タイミングは、上記に限られない。例えば、制御部６が、実処理時に形成されたレジスト膜の膜厚を測定し、その測定結果に基づいて、ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理を開始するようにしてもよい。具体的には、測定された、レジスト膜の膜厚のウェハ面内におけるばらつきや、当該膜厚のウェハ面内での平均値が閾値を超えた場合に、ＰＥＢ処理の処理条件の調整処理を開始するようにしてもよい。
　なお、レジスト膜の膜厚の測定は、以下のようにして行うことができる。すなわち、実処理時におけるＰＥＢ処理後の、レジスト膜が形成されたウェハＷを、欠陥検査ユニット６１の撮像部２１０で撮像し、その撮像結果から取得される撮像画像に基づいて、レジスト膜の膜厚の測定／推定を行うことができる。
（第１～第４実施形態の変形例）
　ＰＥＢ処理や現像処理の処理条件の調整処理の実行タイミングは以下のようにしてもよい。すなわち、例えば、制御部６が、実処理時に形成されたレジストパターンの線幅を推定し、その推定結果に基づいて、ＰＥＢ処理や現像処理の処理条件の調整処理を開始するようにしてもよい。具体的には、推定された、線幅のウェハ面内におけるばらつきや、線幅のウェハ面内での平均値が閾値を超えた場合に、処理条件の調整処理を開始するようにしてもよい。
　なお、レジストパターンの線幅の推定は、以下のようにして行うことができる。すなわち、実処理時における現像処理後の、レジストパターンが形成されたウェハＷを、欠陥検査ユニット６１の撮像部２１０で撮像し、その撮像結果から取得される撮像画像に基づいて、レジストパターンの線幅の推定行うことができる。
　また、調整用ウェハＷは、処理条件の調整時に、作業者がカセットＣ内に収納した状態でカセット載置台１２に置くようにしていたが、基板処理装置１内の容器に格納するようにしてもよい。
（第５実施形態）
　図１８は、第５実施形態にかかる基板処理装置１ｂの内部構成の概略を示す、正面図である。
　図示するように、基板処理装置１ｂは、検査ユニット６３を有する。欠陥検査ユニット６１は、検査のためにウェハＷの表面全面を撮像するものであるのに対し、検査ユニット６３は、検査のためにウェハＷの周縁部のみを撮像する。
　本実施形態では、制御部６が、周辺露光ユニット４１による周辺露光処理の処理条件の調整処理を実行する。また、周辺露光処理の処理条件の調整処理の実行タイミングは以下のように決定される。すなわち、実処理時の周辺露光処理後に、ウェハＷの周縁部を検査ユニット６３の撮像部（図示せず）で撮像し、その撮像結果に基づいて、周辺露光処理の処理条件の調整処理を開始する。例えば、撮像結果に基づき、周辺露光処理による周辺露光幅を推定し、推定された周辺露光幅に異常があるときに、周辺露光処理の処理条件の調整処理を開始する。
　ウェハＷの周縁部の撮像結果に基づいて開始する、処理条件の調整処理は、周辺露光処理の処理条件の調整処理に限られず、ウェハの周縁部に対する他の処理の処理条件の調整処理であってもよい。ウェハの周縁部に対する他の処理とは、例えば、ＥＢＲ処理（ウェハＷの外周縁部の膜を除去する処理）やエッジコート処理（ウェハＷの周縁部のみを被覆する処理）である。周辺露光処理、ＥＢＲ処理及びエッジコート処理の処理条件の調整処理では、例えば、各処理の原点位置が調整される。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）基板を処理する基板処理装置であって、
基板に対し熱処理を行う熱処理部と、
基板を撮像する撮像部と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、基板に対する処理の条件を調整する調整処理を実行するように構成され、
前記調整処理は、
レジスト膜が形成された未露光の調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する露光前撮像工程と、
前記露光前撮像工程の後、基板表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理が行われた前記調整用基板に対し、前記熱処理が行われるよう、前記熱処理部を制御する熱処理工程と、
前記熱処理工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する加熱後撮像工程と、
前記露光前撮像工程での撮像結果と、前記加熱後撮像工程での撮像結果とに基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、
前記調整用基板の面内温度分布の推定結果に基づいて、前記熱処理の処理条件を決定する熱処理条件決定工程と、を含む、基板処理装置。
　前記（１）によれば、熱処理を実際に行い、その処理後の撮像結果から推定される調整用基板の面内温度分布に基づいて、熱処理の処理条件を決定している。そのため、本実施形態によれば、熱処理を、その処理結果（すなわち基板の温度）が基板面内で均一になるように行うことができる。したがって、線幅の面内均一性がより高いレジストパターンを形成することができる。
（２）実処理時に露光処理を行う外部の露光装置とは異なる、前記均一露光処理を行う露光部を有する、前記（１）に記載の基板処理装置。
　前記（２）によれば、処理条件の調整処理を、外部の露光装置を用いずに、基板処理装置内で完結させることができる。
（３）前記均一露光処理は、実処理時に露光処理を行う外部の露光装置により行われる、前記（１）に記載の基板処理装置。
（４）前記一定の露光量は、実処理時の露光量未満である、前記（１）～（３）のいずれか１に記載の基板処理装置。
（５）前記露光前撮像工程及び前記加熱後撮像工程はそれぞれ、複数の波長それぞれについて、撮像画像を取得し、
前記温度分布推定工程は、前記レジスト膜の膜厚に応じた前記波長についての前記撮像画像に基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する、前記（１）～（４）のいずれか１に記載の基板処理装置。
　前記（５）によれば、熱処理時の面内温度分布をより正確に推定することができ、熱処理結果を基板面内でより均一にすることができる。
（６）基板に対し現像処理を行う現像処理部を有し、
前記調整処理は、
前記加熱後撮像工程の後、前記調整用基板に対し前記現像処理が行われるよう、前記現像処理部を制御する現像処理工程と、
前記現像処理工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する現像後撮像工程と、
前記熱処理工程での撮像結果に基づいて、前記調整用基板における、前記現像処理後の前記レジスト膜の膜厚の面内分布を推定する膜厚分布推定工程と
前記膜厚の面内分布の推定結果に基づいて、前記現像処理の処理条件を決定する現像処理条件決定工程と、を含む、前記（１）～（５）のいずれか１に記載の基板処理装置。
　前記（６）によれば、現像処理を、その処理結果が基板面内で均一になるように行うことができる。したがって、線幅の面内均一性がより高いレジストパターンを形成することができる。
（７）基板に対し前記レジスト膜の除去処理を行う除去部を有し、
前記調整処理は、
前記調整用基板に形成された前記レジスト膜が除去されるよう、前記除去部を制御する除去工程と、
前記除去工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する除去後撮像工程と、
前記除去後撮像工程での撮像結果に基づいて、前記調整用基板を再利用するか否か判定する判定工程と、を含む、前記（１）～（６）のいずれか１に記載の基板処理装置。
　前記（７）によれば、処理条件の調整精度を損なわずに、調整用基板の消費量を抑えることができる。
（８）前記制御部は、
実処理時に基板に形成されたレジストパターンの線幅の推定結果に基づいて、前記調整処理を開始するように構成されている、前記（１）～（７）のいずれか１に記載の基板処理装置。
（９）前記制御部は、
実処理時の基板の周縁部の撮像結果に基づいて、前記基板の周縁部に対する処理の処理条件の調整処理を開始するように構成されている、前記（１）～（８）のいずれか１に記載の基板処理装置。
（１０）前記熱処理部は、
基板が載置される熱板と、
前記熱板上の基板を覆う蓋体と、
前記蓋体の温度を調整する温度調整機構と、を有する、前記（１）～（９）のいずれか１に記載の基板処理装置。
（１１）基板に対する処理の条件を調整する処理条件調整方法であって、
レジスト膜が形成された未露光の調整用基板を撮像する露光前撮像工程と、
前記露光前撮像工程の後、前記調整用基板に対し、基板表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理を行う均一露光工程と、
前記均一露光工程の後、前記調整用基板に対し、熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理工程の後、前記調整用基板を撮像する加熱後撮像工程と、
前記露光前撮像工程での撮像結果と、前記加熱後撮像工程での撮像結果とに基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、
前記調整用基板の面内温度分布の推定結果に基づいて、前記熱処理時の処理条件を決定する熱処理条件決定工程と、を含む、処理条件調整方法。
１、１ａ、１ｂ　基板処理装置
６　　　　　　　制御部
４０、４０ａ　　熱処理ユニット
２１０　　　　　撮像部
Ｆ１　　　　　　撮像結果
Ｆ２　　　　　　撮像結果
Ｗ　　　　　　　ウェハ

Claims (11)

  1. 基板を処理する基板処理装置であって、
    基板に対し熱処理を行う熱処理部と、
    基板を撮像する撮像部と、
    制御部と、を有し、
    前記制御部は、基板に対する処理の条件を調整する調整処理を実行するように構成され、
    前記調整処理は、
    レジスト膜が形成された未露光の調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する露光前撮像工程と、
    前記露光前撮像工程の後、基板表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理が行われた前記調整用基板に対し、前記熱処理が行われるよう、前記熱処理部を制御する熱処理工程と、
    前記熱処理工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する加熱後撮像工程と、
    前記露光前撮像工程での撮像結果と、前記加熱後撮像工程での撮像結果とに基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、
    前記調整用基板の面内温度分布の推定結果に基づいて、前記熱処理の処理条件を決定する熱処理条件決定工程と、を含む、基板処理装置。
  2. 実処理時に露光処理を行う外部の露光装置とは異なる、前記均一露光処理を行う露光部を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記均一露光処理は、実処理時に露光処理を行う外部の露光装置により行われる、請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記一定の露光量は、実処理時の露光量未満である、請求項１～３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  5. 前記露光前撮像工程及び前記加熱後撮像工程はそれぞれ、複数の波長それぞれについて、撮像画像を取得し、
    前記温度分布推定工程は、前記レジスト膜の膜厚に応じた前記波長についての前記撮像画像に基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する、請求項１～４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  6. 基板に対し現像処理を行う現像処理部を有し、
    前記調整処理は、
    前記熱処理工程の後、前記調整用基板に対し前記現像処理が行われるよう、前記現像処理部を制御する現像処理工程と、
    前記現像処理工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する現像後撮像工程と、
    前記現像後撮像工程での撮像結果に基づいて、前記調整用基板における、前記現像処理後の前記レジスト膜の膜厚の面内分布を推定する膜厚分布推定工程と
    前記膜厚の面内分布の推定結果に基づいて、前記現像処理の処理条件を決定する現像処理条件決定工程と、を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  7. 基板に対し前記レジスト膜の除去処理を行う除去部を有し、
    前記調整処理は、
    前記調整用基板に形成された前記レジスト膜が除去されるよう、前記除去部を制御する除去工程と、
    前記除去工程の後、前記調整用基板が撮像されるよう、前記撮像部を制御する除去後撮像工程と、
    前記除去後撮像工程での撮像結果に基づいて、前記調整用基板を再利用するか否か判定する判定工程と、を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  8. 前記制御部は、
    実処理時に基板に形成されたレジストパターンの線幅の推定結果に基づいて、前記調整処理を開始するように構成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  9. 前記制御部は、
    実処理時の基板の周縁部の撮像結果に基づいて、前記基板の周縁部に対する処理の処理条件の調整処理を開始するように構成されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  10. 前記熱処理部は、
    基板が載置される熱板と、
    前記熱板上の基板を覆う蓋体と、
    前記蓋体の温度を調整する温度調整機構と、を有する、請求項１～９のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  11. 基板に対する処理の条件を調整する処理条件調整方法であって、
    レジスト膜が形成された未露光の調整用基板を撮像する露光前撮像工程と、
    前記露光前撮像工程の後、前記調整用基板に対し、基板表面の各領域を一定の露光量で露光する均一露光処理を行う均一露光工程と、
    前記均一露光工程の後、前記調整用基板に対し、熱処理を行う熱処理工程と、
    前記熱処理工程の後、前記調整用基板を撮像する加熱後撮像工程と、
    前記露光前撮像工程での撮像結果と、前記加熱後撮像工程での撮像結果とに基づいて、前記熱処理時の前記調整用基板の面内温度分布を推定する温度分布推定工程と、
    前記調整用基板の面内温度分布の推定結果に基づいて、前記熱処理時の処理条件を決定する熱処理条件決定工程と、を含む、処理条件調整方法。
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