JP3342828B2 - レジスト塗布現像装置とレジスト塗布現像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハやＬＣＤ基板等の被処理基板の表面に所望のレジスト
パターンを形成するレジスト塗布現像装置とレジスト塗
布現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おけるフォトリソグラフィー工程においては、半導体ウ
エハ（以下、「ウエハ」という）の表面にレジスト膜を
形成するレジスト塗布処理と、レジスト塗布後のウエハ
に対して露光処理を行った後に当該ウエハに対して現像
処理を行う現像処理とが行われる。

【０００３】従来からこれらレジスト塗布処理と現像処
理は、例えば特公平２−３０１９４号公報によっても公
知なように、対応する各種処理ユニットが１つのシステ
ム内に装備された複合処理システム内で、露光プロセス
を挟んで所定のシーケンスに従って行われている。

【０００４】ところで、近年、ウエハ表面に形成される
レジストパターンの微細化の要求が年々高まり、露光量
や現像時間等のレジストパターンの線幅に影響を与える
各種パラメータの厳しい管理が必須となってきている。
このような線幅制御のためのパラメータ管理は、多くの
場合、作業員がレジスト塗布現像システムから搬出され
たウエハ表面のレジストパターンの線幅を実測し、その
線幅が規格値の範囲を満足しない場合は、当該処理シス
テム全体を制御しているホストコンピュータに対してレ
ジストパターンの線幅に影響を与える所定のパラメータ
の値の変更を要求する操作を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウエハ
の表面に形成されるレジストパターンの微細化に伴い、
上記したような線幅制御のための人為的なパラメータ管
理では恒常的な線幅精度の向上は期待できないという問
題がある。また、多くの場合、露光装置の露光量を補正
して線幅制御を行う方式がとられているが、このように
露光量を管理するだけでは、レジストパターンの微細化
傾向に対してやはり高精度な線幅制御を実現できない場
合が生じつつある。さらに、従来のレジストパターンの
線幅制御はフィードバック方式で行われるため、フィー
ドバック制御が反映されるサイクル以前のウエハは線幅
条件を満足しないものとして損失分となる。このような
ウエハの損失は、ウエハの大径化が進むにつれコスト的
な損害の増大化を招き、今後ますます深刻な問題となっ
てくる。

【０００６】本発明はこのような課題を解決すべくなさ
れたもので、レジストパターンの高精度な線幅制御が可
能なレジスト塗布現像装置とレジスト塗布現像方法の提
供を目的としている。

【０００７】また、本発明の目的は、レジストパターン
の線幅制御において被処理基板の損失分が発生すること
のないレジスト塗布現像装置とレジスト塗布現像方法を
提供することにある。

【０００８】さらに、本発明の目的は、インラインによ
るレジストパターンの線幅制御を実現して生産性の向上
を図ることのできるレジスト塗布現像装置とレジスト塗
布現像方法を提供することにある。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のレジスト塗布現
像装置は、請求項１に記載されるように、選択的に露光
されたレジスト膜が表面に形成された被処理基板の表面
に現像液を供給して現像処理を施す現像手段と、前記現
像手段で現像処理を施す前に、前記被処理基板の前記レ
ジスト膜の露光部及び／又は非露光部の線幅を測定する
線幅測定手段と、前記線幅測定手段の線幅測定結果と予
め設定された線幅の適正値とに基づいて、現像処理後に
得られるレジストパターンの線幅に影響を与えるパラメ
ータの値を前記被処理基板に現像処理を施す前に補正す
る制御手段とを具備することを特徴とするものである。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】また、本発明のレジスト塗布現像装置は、
請求項２に記載されるように、選択的に露光されたレジ
スト膜が表面に形成された被処理基板の表面に現像液を
供給して現像処理する現像手段と、前記現像手段で現像
処理を施す前に、前記被処理基板の前記レジスト膜の露
光部及び／又は非露光部の線幅の測定結果を入力する入
力手段と、前記入力手段により入力された線幅測定結果
と予め設定された線幅の適正値とに基づいて、現像処理
後に得られるレジストパターンの線幅に与える影響パラ
メータの値を前記被処理基板に現像処理を施す前に補正
する制御手段とを具備することを特徴とするものであ
る。

【００２３】さらに、本発明のレジスト塗布現像装置
は、請求項３に記載されるように、請求項１又は２記載
のレジスト塗布現像装置において、前記パラメータの値
は、少なくとも前記被処理基板に供給する現像液の温度
または前記現像手段での現像処理時間のいずれか一つを
含むことを特徴とするものである。

【００２４】また、本発明のレジスト塗布現像装置は、
請求項４に記載されるように、請求項１又は２記載のレ
ジスト塗布現像装置において、露光後、かつ前記現像手
段での現像処理を施す前に、前記被処理基板を加熱する
加熱手段を備え、前記パラメータの値は、少なくとも前
記加熱手段の加熱温度または加熱時間のいずれか一つを
含むことを特徴とするものである。

【００２５】さらに、本発明のレジスト塗布現像装置
は、請求項５に記載されるように、請求項１乃至４いず
れか一項記載のレジスト塗布現像装置において、被処理
基板を回転しつつこの被処理基板の表面にレジスト液を
塗布するレジスト塗布手段を備え、前記制御手段は前記
パラメータの値を補正すると共に、前記レジスト塗布手
段のレジスト塗布厚に影響を与えるパラメータの値を補
正することを特徴とするものである。

【００２６】さらに、本発明のレジスト塗布現像装置
は、請求項６に記載されるように、請求項１乃至５いず
れか一項記載のレジスト塗布現像装置において、前記制
御手段は前記パラメータの値を補正すると共に、前記レ
ジスト膜の露光処理に影響を与えるパラメータの値を補
正することを特徴とするものである。

【００２７】また、本発明のレジスト塗布現像装置は、
請求項７に記載されるように、被処理基板を複数収容し
たカセットを外部との間で搬入、搬出すると共に、前記
カセットに対して前記被処理基板を出し入れするカセッ
トステーション部と、前記被処理基板に対して所定の処
理を施す複数の枚葉式の処理ユニットを縦横多段に配置
して構成される処理ステーション部と、外部の露光装置
との間で前記被処理基板の受渡しを行うインターフェー
ス部とで構成されたレジスト塗布現像装置であって、前
記処理ユニットのうち少なくとも一つは前記被処理基板
の表面に現像液を供給して現像処理を施す現像処理ユニ
ットであり、前記インターフェース部は、前記処理ステ
ーション部と前記露光装置との間に配置されると共に、
前記露光装置で選択的に露光されたレジスト膜が表面に
形成された前記被処理基板の前記レジスト膜の露光部及
び／又は非露光部の線幅を測定する線幅測定手段を有す
る線幅測定ユニットを有し、前記線幅測定手段の線幅測
定結果と予め設定された線幅の適正値とに基づいて、前
記現像処理ユニットでの現像処理後に得られるレジスト
パターンの線幅に影響を与えるパラメータの値を補正す
る制御手段を具備することを特徴とするものである。

【００２８】さらに、本発明のレジスト塗布現像装置
は、請求項８に記載されるように、被処理基板を複数収
容したカセットを外部との間で搬入、搬出すると共に、
前記カセットに対して前記被処理基板を出し入れするカ
セットステーション部と、前記被処理基板に対して所定
の処理を施す複数の枚葉式の処理ユニットを縦横多段に
配置して構成される処理ステーション部と、外部の露光
装置との間で前記被処理基板の受渡しを行うインターフ
ェース部とで構成されたレジスト塗布現像装置であっ
て、前記処理ステーション部は、前記被処理基板を前記
各処理ユニットに対して搬入、搬出する搬送手段と、前
記搬送手段の搬送路と、前記搬送路を挟んで分けられた
正面側処理ユニット群および背面側処理ユニット群とを
備え、前記正面側処理ユニット群は、前記被処理基板の
表面に現像液を供給して現像を行う現像処理ユニットを
有し、前記背面側処理ユニット群は、前記被処理基板を
加熱する加熱処理ユニットと、前記加熱処理ユニットに
より加熱された前記被処理基板を冷却する冷却処理ユニ
ットと、前記露光装置で選択的に露光されたレジスト膜
が表面に形成された前記被処理基板の前記レジスト膜の
露光部及び／又は非露光部の線幅を測定する線幅測定ユ
ニットとを有し、前記線幅測定ユニットの線幅測定結果
と予め設定された線幅の適正値とに基づいて、前記現像
処理ユニットでの現像処理後に得られるレジストパター
ンの線幅に影響を与えるパラメータの値を補正する制御
手段を具備することを特徴とするものである。

【００２９】さらに、本発明のレジスト塗布現像装置
は、請求項９に記載されるように、請求項８記載のレジ
スト塗布現像装置において、前記線幅測定ユニットは、
前記冷却処理ユニットに隣接して設けられていることを
特徴とするものである。

【００３０】また、本発明のレジスト塗布現像装置は、
請求項１０に記載されるように、被処理基板を複数収容
したカセットを外部との間で搬入、搬出すると共に、前
記カセットに対して前記被処理基板を出し入れするカセ
ットステーション部と、前記被処理基板に対して所定の
処理を施す複数の枚葉式の処理ユニットを縦横多段に配
置して構成される処理ステーション部と、外部の露光装
置との間で前記被処理基板の受渡しを行うインターフェ
ース部とで構成されたレジスト塗布現像装置であって、
前記処理ステーション部は、前記被処理基板を前記各処
理ユニットに対して搬入、搬出する搬送手段と、前記搬
送手段の搬送路と、前記搬送路を挟んで分けられた正面
側処理ユニット群および背面側処理ユニット群とを備
え、前記正面側処理ユニット群は、前記被処理基板の表
面に現像液を供給して現像を行う現像処理ユニットを有
し、前記背面側処理ユニット群は、前記露光装置で露光
された被処理基板に対して前記現像処理ユニットで現像
処理を行う前に加熱処理を施す加熱処理手段と、前記露
光装置で選択的に露光されたレジスト膜が表面に形成さ
れた前記被処理基板の前記レジスト膜の露光部及び／又
は非露光部の線幅を測定する線幅測定手段とを備えた加
熱処理ユニットと、前記加熱手段により加熱された前記
被処理基板を冷却する冷却処理ユニットとを有し、前記
線幅測定手段の線幅測定結果と予め設定された線幅の適
正値とに基づいて、前記現像処理ユニットでの現像処理
後に得られるレジストパターンの線幅に影響を与えるパ
ラメータの値を補正する制御手段を具備することを特徴
とするものである。

【００３１】さらに、本発明のレジスト塗布現像装置
は、請求項１１に記載されるように、被処理基板を複数
収容したカセットを外部との間で搬入、搬出すると共
に、前記カセットに対して前記被処理基板を出し入れす
るカセットステーション部と、前記被処理基板に対して
所定の処理を施す複数の枚葉式の処理ユニットを縦横多
段に配置して構成される処理ステーション部と、外部の
露光装置との間で前記被処理基板の受渡しを行うインタ
ーフェース部とで構成されたレジスト塗布現像装置であ
って、前記処理ステーション部は、前記被処理基板を前
記各処理ユニットに対して搬入、搬出する搬送手段と、
前記搬送手段の搬送路と、前記搬送路を挟んで分けられ
た正面側処理ユニット群および背面側処理ユニット群と
を備え、前記正面側処理ユニット群は、前記被処理基板
の表面に現像液を供給して現像を行う現像処理ユニット
を有し、前記背面側処理ユニット群は、前記露光装置で
露光された被処理基板に対して前記現像処理ユニットで
現像処理を行う前に加熱処理を施す加熱手段を備えた加
熱処理ユニットと、前記加熱手段により加熱された前記
被処理基板に対して前記現像処理ユニットで現像処理を
行う前に冷却処理する冷却手段と、前記露光装置で選択
的に露光されたレジスト膜が表面に形成された前記被処
理基板の前記レジスト膜の露光部及び／又は非露光部の
線幅を測定する線幅測定手段とを備えた冷却処理ユニッ
トとを有し、前記線幅測定手段の線幅測定結果と予め設
定された線幅の適正値とに基づいて、前記現像処理ユニ
ットでの現像処理後に得られるレジストパターンの線幅
に影響を与えるパラメータの値を補正する制御手段を具
備することを特徴とするものである。

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】また、本発明のレジスト塗布現像方法は、
請求項１２に記載されるように、選択的に露光されたレ
ジスト膜が表面に形成された被処理基板に現像処理を施
す前に、前記被処理基板の前記レジスト膜の露光部及び
／又は非露光部の線幅を測定し、この線幅測定結果と予
め設定された線幅の適正値とに基づいて、前記現像処理
後に得られるレジストパターンの線幅に影響を与えるパ
ラメータの値を前記被処理基板に前記現像処理を施す前
に補正することを特徴とする。

【００４１】さらに、本発明のレジスト塗布現像方法
は、請求項１３に記載されるように、請求項１２記載の
レジスト塗布現像方法において、前記パラメータの値
は、少なくとも前記現像処理における前記被処理基板に
供給する現像液の温度または現像処理時間のいずれか一
つを含むことを特徴とする。

【００４２】さらに、本発明のレジスト塗布現像方法
は、請求項１４に記載されるように、請求項１２記載の
レジスト塗布現像方法において、前記線幅の測定後、か
つ前記現像処理を施す前に、前記被処理基板の加熱処理
を行い、前記パラメータの値は、少なくとも前記加熱処
理における加熱温度または加熱時間のいずれか一つを含
むことを特徴とする。

【００４３】また、本発明のレジスト塗布現像方法は、
請求項１５に記載されるように、請求項１２乃至１４い
ずれか一項記載のレジスト塗布現像方法において、前記
パラメータの値を補正すると共に、前記レジスト膜の塗
布処理におけるレジスト塗布厚に影響を与えるパラメー
タの値を補正することを特徴とする。

【００４４】また、本発明のレジスト塗布現像方法は、
請求項１６に記載されるように、請求項１２乃至１５い
ずれか一項記載のレジスト塗布現像方法において、前記
パラメータの値を補正すると共に、前記レジスト膜の露
光処理に影響を与えるパラメータの値を補正することを
特徴とする。

【００４５】

【００４６】本発明によれば、被処理基板のレジスト膜
における露光部及び／又は非露光部の線幅つまり潜像パ
ターンの線幅を測定し、この線幅測定結果に基づいて、
現像後のレジストパターンの線幅に影響を与える現像液
温度、現像時間、現像前の被処理基板の加熱温度、現像
前の被処理基板の加熱時間を補正することによって、線
幅測定を行った被処理基板自体の表面に形成されるレジ
ストパターンの線幅を適正化することができ、線幅制御
のためのパラメータ補正に伴う被処理基板の損失分が生
じなくなると共に、装置内でのインラインによるレジス
トパターンの高精度な線幅制御が可能となり、生産性の
向上を図ることができる。

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。

【００５１】図１乃至図３は、各々本発明の実施形態が
採用された半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）の
塗布現像処理システム１の全体構成を示しており、図１
は平面、図２は正面、図３は背面を各々示している。

【００５２】これらの図に示すように、本実施形態の塗
布現像処理システム１は、ウエハＷを複数収容したウエ
ハカセットＣＲを外部との間で搬入・搬出したり、ウエ
ハカセットＣＲに対してウエハＷの出し入れを行うため
のカセットステーション１０と、ウエハＷに対して１枚
ずつ所定の処理を施す枚葉式の各種処理ユニットを縦横
多段に重ねて配置して構成される処理ステーション１１
と、図示しない外部の露光装置との間でウエハＷの受け
渡しを行うインターフェース部１２とを一体に組み合わ
せて構成される。

【００５３】カセットステーション１０内には、図１に
示すように、カセット載置台２０上の各カセット位置決
め部２０ａに、複数例えば４個までのウエハカセットＣ
Ｒが各々のウエハ出入口を処理ステーション１１側に向
けてＸ方向（図１中の上下方向）一列に載置され、これ
らウエハカセットＣＲに対して、Ｘ方向及びＺ方向（ウ
エハカセッ卜ＣＲ内のウエハ配列方向；垂直方向）に移
動自在に設けられたウエハ搬送体２１がウエハＷの出し
入れ操作を行うようになっている。さらにこのウエハ搬
送体２１は、θ方向に回転自在に構成され、処理ステー
ション１１側のウエハ搬送体２２に対してウエハＷの受
け渡しを行うことも可能である。

【００５４】処理ステーション１１内のウエハ搬送体２
２は、カセットステーション１０とインターフェース部
１２との間をＹ方向に移動自在に構成され、またＺ方向
（垂直方向）に上下動できると共に、θ方向に回転し得
るように構成されている。

【００５５】そして処理ステーション１１内の各処理ユ
ニットは、ウエハ搬送体２２の搬送路を挟んで二分して
配置されている。ここで上下１列分の処理ユニットの集
合を一つの処理ユニット群と呼ぶと、処理ステーション
１１内の各処理ユニットは例えば８つの処理ユニット群
Ｇ₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃ 、Ｇ₄ 、Ｇ₅ 、Ｇ₆ 、Ｇ₇ 、Ｇ₈ に分
けられ、そのうち第２、第４、第６及び第８の処理ユニ
ット群Ｇ₂ 、Ｇ₄ 、Ｇ₆ 、Ｇ₈ は、図２に示したように
例えばシステム正面側に配置され、第１、第３、第５及
び第７の処理ユニット群Ｇ₁ 、Ｇ₃ 、Ｇ₅ 、Ｇ₇ は、図
３に示したように例えばシステム背面側に配置されてい
る。

【００５６】図２に示すように、第２、第４、第６及び
第８の処理ユニット群Ｇ₂ 、Ｇ₄ 、Ｇ₆ 、Ｇ₈ は各々、
上下２段に重ねられたレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）
及び現像ユニット（ＤＥＶ）を含んでいる。

【００５７】また、図３に示すように、第１の処理ユニ
ット群Ｇ₁ は、ウエハＷの冷却処理を行うクーリングユ
ニット（ＣＯＬ）、ウエハＷの位置合わせを行うアライ
メントユニット（ＡＬＩＭ）、露光処理前のウエハＷに
対して加熱処理を行うプリベーキングユニット（ＰＲＥ
ＢＡＫＥ）及び露光処理後のウエハＷに対して加熱処理
を行うポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が、
下から順に重ねて配置されている。

【００５８】さらに、第３の処理ユニットＧ₃ は、ウエ
ハＷの冷却処理を行うクーリングユニット（ＣＯＬ）、
ウエハＷ表面に塗布されたレジスト液の定着性を高める
ための疏水化処理を行うアドヒージョンユニット（Ａ
Ｄ）、露光処理前のウエハＷに対して加熱処理を行うプ
リベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）及び露光処理
後のウエハＷに対して加熱処理を行うポストベーキング
ユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が、下から順に重ねて設けら
れている。

【００５９】第５及び第７の処理ユニットＧ₅ 、Ｇ
₇ は、ウエハＷの冷却処理を行うクーリングユニット
（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニット
（ＥＸＴＣＯＬ）、露光処理前のウエハＷに対して加熱
処理を行うプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）
及び露光処理後のウエハＷに対して加熱処理を行うポス
トベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が、下から順に
重ねて配置されている。

【００６０】このように処理温度の低いクーリングユニ
ット（ＣＯＬ）、イクステンション・クーリングユニッ
ト（ＥＸＴＣＯＬ）を下段に配置し、処理温度の高いプ
リベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）、ポストベー
キングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）及びアドヒージョンユ
ニット（ＡＤ）を上段に配置することで、ユニット間の
熱的な相互干渉を少なくすることができる。

【００６１】インターフェース部１２には、可搬性のピ
ックアップカセットＣＲ、定置型のバッファカセットＢ
Ｒ、周辺露光装置２３、ウエハ搬送体２４、そして露光
後のウエハＷ表面の露光部と非露光部とにより形成され
た潜像パターンを認識し、その潜像パターンの線幅（露
光部の線幅及び／又は非露光部の線幅）を測定するため
の潜像線幅測定装置２５が設けられている。ウエハ搬送
体２４は、Ｘ方向及びＺ方向に移動して上記両カセット
ＣＲ、ＢＲ及び周辺露光装置２３に対するウエハＷの受
け渡し動作を行う。また、ウエハ搬送体２４はθ方向に
も回転自在とされ、処理ステーション１１側のウエハ搬
送体２２及び外部の露光装置側のウエハ受渡し台（図示
せず）との間でのウエハＷの受け渡しを行うように構成
されている。

【００６２】現像ユニット（ＤＥＶ）は、図４に示すよ
うに、ウエハＷの搬送部２６の雰囲気と区画される処理
容器２７内に、ウエハＷを真空吸着により水平に保持し
ながら回転するように構成されたスピンチャック２８
と、このスピンチャック２８の外側及び下部側を包囲す
ると共に底部に排液口２８ａと排気口２８ｂを設けたカ
ップ２９と、図示しない現像液タンクに接続された現像
液供給装置３１より供給された現像液をスピンチャック
２８上に保持されるウエハＷの表面へ吐出する現像液供
給ノズル３０とを具備して構成される。

【００６３】上記処理容器２７の一側面にはウエハＷの
搬入・搬出用の開口２７ａが設けられており、この開口
２７ａは図示しないシリンダ等の駆動手段によって駆動
するシャッタ２７ｂによって開閉されるように構成され
ている。また、処理容器２７の下部側には、スピンチャ
ック２８を回転駆動するモータ３３が配設されると共
に、スピンチャック２８を昇降する昇降手段（図示せ
ず）が配設されている。

【００６４】一方、処理容器２７の天井部には空気導入
口２７ｃが設けられ、この空気導入口２７ｃ内にフィル
タ３２が配置されており、このフィルタ３２によって清
浄化された空気が供給されるように構成されている。

【００６５】また、現像液供給装置３１は、現像液供給
ノズル３０に供給する現像液の温度を中央処理演算装置
（ＣＰＵ）４５から与えられる制御指令に応じて調整
（補正）する図示しない現像液温度調整器を備えてい
る。

【００６６】また、ポストベーキングユニット（ＰＯＢ
ＡＫＥ）は、図４に示すように、ウエハＷの搬入・搬出
口５１ａ及びこの搬入・搬出口５１ａを開閉するシャッ
タ５１ｂを有する容器５１内に、ウエハＷを載置してベ
ークする円板状の熱板５２を具備してなる。熱板５２内
には発熱抵抗体５３が内蔵されており、この発熱抵抗体
５３への供給電流は中央処理演算装置（ＣＰＵ）４５の
制御の下、図示しないベーキング温度調整器によって調
整されるようになっている。

【００６７】また、インターフェース部１２内の潜像線
幅測定装置２５は中央処理演算装置（ＣＰＵ）４５と電
気的に接続され、中央処理演算装置（ＣＰＵ）４５は、
内蔵された制御プログラムに従って、潜像線幅測定装置
２５から入力される潜像パターンの線幅測定値と予め設
定された線幅適正値とを比較演算し、線幅測定値が適性
値の範囲から外れていることを検出すると、現像後のレ
ジストパターンの線幅を適正化させるように、露光以後
のプロセスにおいてレジストパターンの線幅に影響を与
えるパラメータの値を補正するように制御を行う。

【００６８】本実施形態では、現像後のレジストパター
ンの線幅に影響を与えるパラメータとして、特にポスト
ベーキング温度及び／又は現像液温度に着目し、潜像パ
ターンの線幅測定値と適正値との差に応じた最適なポス
トベーキング温度及び／又は現像液温度の補正値を求め
て、ベーキング温度調整器及び／又は現像液温度調整器
にパラメータ補正用の制御指令を与える。

【００６９】次に、この塗布現像処理システムによる処
理の流れを図５を参照しつつ説明する。

【００７０】まずカセットステーション１０において、
ウエハ搬送体２１がカセット載置台２０上の処理前のウ
エハＷを収容しているカセットＣＲにアクセスして、そ
のカセットＣＲから１枚のウエハＷを取り出す（ステッ
プ５１）。その後、ウエハ搬送体２１は、処理ステーン
ション１１側のウエハ搬送体２２にウエハＷを受け渡
す。ウエハ搬送体２２は、第１の処理ユニット群Ｇ₁ の
アライメントユニット（ＡＬＩＭ）まで移動し、このア
ライメントユニット（ＡＬＩＭ）内にウエハＷを移載す
る。

【００７１】アライメントユニット（ＡＬＩＭ）にてウ
エハＷのオリフラ合わせ及びセンタリングが終了する
と、ウエハ搬送体２２は、アライメントが完了したウエ
ハＷを受け取り、第３の処理ユニット群Ｇ₃ のアドヒー
ジョンユニット（ＡＤ）にウエハＷを搬入して疎水化処
理を行う（ステップ５２）。

【００７２】疎水化処理を終えたウエハＷは、その後ウ
エハ搬送体２２によって所定のプリベーキングユニット
（ＰＲＥＢＡＫＥ）に搬入されてベーキングされた後
（ステップ５３）、所定のクーリングユニット（ＣＯ
Ｌ）に搬入される。このクーリングユニット（ＣＯＬ）
内でウエハＷはレジスト塗布処理前の設定温度例えば２
３℃まで冷却される（ステップ５４）。

【００７３】冷却処理が終了すると、ウエハＷはウエハ
搬送体２２によって所定のレジスト塗布ユニット（ＣＯ
Ｔ）へ搬入され、このレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）
内でウエハＷ表面へのレジスト塗布が行われる（ステッ
プ５５）。

【００７４】レジスト塗布処理が終了すると、ウエハ搬
送体２２はウエハＷをレジス卜塗布ユニット（ＣＯＴ）
から取り出し、再び所定のプリベークユニット（ＰＲＥ
ＢＡＫＥ）内へ搬入する。ウエハＷはここで所定温度例
えば１００℃で所定時間加熱され（ステップ５６）、こ
れによりウエハＷ上の塗布膜から残存溶剤が蒸発除去さ
れる。

【００７５】この後、ウエハＷはウエハ搬送体２２によ
ってイクステンション・クーリングユニット（ΕΧＴＣ
ＯＬ）へ搬入される。ここで、ウエハＷは、次工程つま
り周辺露光装置２３による周辺露光処理に適した温度例
えば２４℃まで冷却される（ステップ５７）。

【００７６】この後、ウエハ搬送体２２はウエハＷをイ
ンターフェース部１２のウエハ搬送体２４に受け渡す。
ウエハ搬送体２４は当該ウエハＷをインターフェース部
１２内の周辺露光装置２３へ搬入する。ここで、ウエハ
Ｗはその周縁部に露光処理を受ける（図示省略）。

【００７７】周辺露光処理が終了すると、ウエハ搬送体
２４は、ウエハＷを周辺露光装置２３から搬出し、隣接
する露光装置側のウエハ受取り台（図示せず）へ移送す
る（ステップ５８）。この場合、ウエハＷは、露光装置
へ渡される前に、必要に応じてバッファカセットＢＲに
一時的に格納されることもある。

【００７８】露光装置での全面パターン露光処理が完了
して、ウエハＷが露光装置側のウエハ受取り台に戻され
ると、インターフェース部１２のウエハ搬送体２４はそ
のウエハ受取り台へアクセスして露光処理後のウエハＷ
を受け取り（ステップ５９）、ウエハＷをインターフェ
ース部１２内に設けられた潜像線幅測定装置２５に搬入
する。

【００７９】この潜像線幅測定装置２５にて、ウエハＷ
表面の露光部と非露光部よりなる潜像パターンが光学的
に認識された後、その潜像パターンの線幅（露光部の線
幅及び／又は非露光部の線幅）の測定が行われ（ステッ
プ６０）、その潜像パターンの線幅測定結果は中央処理
演算装置（ＣＰＵ）４５に送られる。

【００８０】中央処理演算装置（ＣＰＵ）４５は、図６
に示すように、潜像線幅測定装置２５から送られてきた
潜像パターンの線幅測定値を入力すると（ステップ６０
１）、その線幅測定値と予め設定された線幅適正値とを
比較して線幅測定値が適正値の範囲内であるか否かを判
断し（ステップ６０２）、適正値の範囲内でなければ、
現像後のレジストパターンの線幅を適正化させるべく線
幅測定値と適正値との差に応じた最適なポストベーキン
グ温度と現像液温度の各補正値を求める（ステップ６０
３）。

【００８１】すなわち、ＣＰＵ４５は、各パラメータ補
正値に対する指令をベーキング温度調整器および現像液
温度調整器に対してそれぞれ与え、ＰＥＢ処理工程（ス
テップ６０４）および現像処理工程（ステップ６０５）
をそれぞれフィードファード制御する。また、ＣＰＵ４
５は、各パラメータ補正値に対応する指令をレジスト塗
布ユニット（ＣＯＴ）のスピンチャック６１およびレジ
スト液温度調整装置６３と露光装置のシャッタ駆動部及
び焦点駆動部に対してそれぞれ与え、レジスト塗布工程
（ステップ６０６）及び露光処理工程（ステップ６０
７）をそれぞれフィードバック制御する。

【００８２】一方、ステップ６０２の判定において線幅
測定値が適正値の範囲内ならば、ＣＰＵ４５からは何も
指令を出さず、各処理条件を変更することなくそのまま
続行する。

【００８３】この後、ウエハ搬送体２４によってウエハ
Ｗは潜像線幅測定装置２５から搬出されて処理ステーシ
ョン１１側のウエハ搬送体２２に受け渡される。なおこ
の場合、ウエハＷを、処理ステーション１１側へ渡され
る前に、必要に応じてインターフェース部１２内のバッ
ファカセットＢＲに一時的に格納するようにしてもよ
い。

【００８４】ウエハ搬送体２２は、受け取ったウエハＷ
を所定のポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）に
搬入する。このポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫ
Ｅ）において、ウエハＷは熱板５２上に載置されて所定
時間ベーク処理される（ステップ６１）。ここで、ポス
トベーキング温度は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）４５
の制御の下、図示しないベーキング温度調整器によって
潜像パターンの線幅測定値と適正値との差に応じた最適
な温度に調整されている。

【００８５】この後、ベーキングされたウエハＷはウエ
ハ搬送体２２によっていずれかのクーリングユニット
（ＣＯＬ）に搬入され、このクーリングユニット（ＣＯ
Ｌ）内でウエハＷは常温に戻される（ステップ６２）。
続いて、ウエハＷはウエハ搬送体２２によって所定の現
像ユニット（ＤＥＶ）に搬入される。

【００８６】この現像ユニット（ＤＥＶ）内では、ウエ
ハＷはスピンチャック２８の上に載せられ、例えばスプ
レー方式により、ウエハＷ表面のレジストに現像液（Ｔ
ＭＡＨ溶液）が均一にかけられて現像が行われる（ステ
ップ６３）。この現像プロセスにおいて、現像液の温度
は、中央処理演算装置（ＣＰＵ）４５の制御の下、図示
しない現像液温度調整器によって、潜像パターンの線幅
測定値と適正値との差に応じた最適な温度に調整されて
いる。

【００８７】そして現像後、ウエハ表面にリンス液がか
けられ、現像液の洗い落しが行われる。この後、ウエハ
搬送体２２は、ウエハＷを現像ユニット（ＤＥＶ）から
搬出して、次に所定のポストベーキングユニット（ＰＯ
ＢＡＫΕ）へウエハＷを再び搬入する。このポストベー
キングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）において、ウエハＷ例
えば１００℃で所定時間だけ加熱され（ステップ６
４）、これによって、現像で膨潤したレジストが硬化
し、耐薬品性が向上する。

【００８８】ポストベーキングが終了すると、ウエハ搬
送体２２はウエハＷをポストベーキングユニット（ＰＯ
ＢＡＫＥ）から搬出し、次に所定のクーリングユニット
（ＣＯＬ）へウエハＷを搬入して冷却処理が行われる
（ステップ６５）。ここでウエハＷが常温に戻った後、
ウエハ搬送体２２は、ウエハＷをカセットステーション
１０側のウエハ搬送体２１に受け渡す。そしてウエハ搬
送体２１は、受け取ったウエハＷをカセット載置台２０
上の処理済みウエハ収容用のカセットＣＲの所定のウエ
ハ収容溝に入れる（ステップ６６）。

【００８９】このように本実施形態では、露光後、ウエ
ハＷ表面に形成された潜像パターンの線幅を潜像線幅測
定装置２５にて測定し、その線幅測定値が予め設定され
た適正値の範囲から外れている場合は、現像後のレジス
トパターンの線幅を適正化させるべく、露光以後のプロ
セスにおいて現像後のレジストパターンの線幅に影響を
与えるパラメータ例えばポストベーキンク温度や現像液
温度を補正することによって、インラインによるレジス
トパターンの線幅制御が可能となって生産性の向上を図
ることができると共に、潜像パターンの線幅を測定した
ウエハＷそのものに対してフィードフォワード方式でレ
ジストパターンの線幅制御を行うことができ、レジスト
パターンの線幅制御の実行に伴うウエハＷの損失分が発
生することがなくなる。

【００９０】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、その技術思想の範囲内で様々な変形が可能であ
る。

【００９１】例えば、前記実施形態においては、現像前
のポストベーキンク温度と現像液温度の各パラメータの
値を同時に補正するように構成したが、ポストベーキン
ク温度と現像液温度のいずれか一方のパラメータの値を
補正するようにしてもよい。さらに、露光後のプロセス
において、現像後に得られるレジストパターンの線幅に
影響を与えるパラメータとしては、上記した現像前のポ
ストベーキンク温度と現像液温度の他に、現像前にウエ
ハＷを加熱する際の加熱時間であるポストベーキング時
間、現像時間、現像液の濃度、さらにはポストベーキン
グユニット（ＰＯＢＡＫＥ）内にウエハＷを搬入してか
らベーキング温度を所定の温度にまで高める（例えば１
００℃の予熱温度から１５０℃まで高める）ようにした
場合の加熱速度を挙げることができる。

【００９２】図７は、横軸にＰＥＢ温度（℃）をとり、
縦軸にパターンの平均線幅（μｍ）をとって、両者の相
関について調べた結果を示す特性線図である。塗布レジ
ストはＴＤＵＲ−Ｐ００７に溶剤として適量のＰＧＭＥ
Ａを添加したものである。ここで「ＴＤＵＲ−Ｐ００
７」とはアセタール保護基樹脂からなる東京応化工業株
式会社の製品レジストをいう。「ＰＧＭＥＡ」とはプロ
ピレングリコールモノメチールエーテルアセテートのこ
とをいう。なお、各ＰＥＢ温度での処理時間はそれぞれ
９０秒間とした。また、線幅の目標値は０．２５μｍと
した。

【００９３】図７から明らかなように、ＰＥＢ温度が上
昇するに従いパターンの線幅は減少する傾向を示し、Ｐ
ＥＢ温度が９５〜１１５℃の範囲ではパターンの線幅が
目標値に接近して安定した。

【００９４】図８は、横軸にＰＥＢ時間（秒）をとり、
縦軸にパターンの平均線幅（μｍ）をとって、両者の相
関について調べた結果を示す特性線図である。塗布レジ
ストは上記と同じ組成である。各ＰＥＢ時間での処理温
度はそれぞれ１１０℃とした。また、線幅の目標値は
０．２５μｍとした。

【００９５】図８から明らかなように、ＰＥＢ時間が長
くなるに従いパターン線幅は減少する傾向を示し、ＰＥ
Ｂ時間が７０秒，９０秒，１１０秒，１３０秒，１５０
秒のときにパターン線幅は０．２５５μｍ，０．２５０
μｍ（目標値），０．２４５μｍ，０．２４０μｍ，
０．２３５μｍがそれぞれ得られた。

【００９６】図９は、横軸にＰＥＢ処理雰囲気の相対湿
度（％）をとり、縦軸にパターンの平均線幅（μｍ）を
とって、両者の相関について調べた結果を示す特性線図
である。塗布レジストは上記と同じ組成である。各ＰＥ
Ｂ処理は温度１１０℃で９０秒間それぞれ行なった。ま
た、線幅の目標値は０．２５μｍとした。

【００９７】図９から明らかなように、ＰＥＢ処理雰囲
気の相対湿度が高くなるに従いパターン線幅は漸次減少
する傾向を示し、相対湿度が３６．６％，４０％，４５
％，５０％のときにパターン線幅は０．２５５μｍ，
０．２５２５μｍ，０．２５０μｍ（目標値），０．２
４２５μｍがそれぞれ得られた。

【００９８】図１０は、横軸に現像時間（秒）をとり、
縦軸にパターンの平均線幅（μｍ）をとって、両者の相
関について調べた結果を示す特性線図である。各ＰＥＢ
処理は温度１１０℃で９０秒間それぞれ行なった。ま
た、線幅の目標値は０．２５μｍとした。なお、現像処
理は室温下でテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
（ＴＭＡＨ）溶液を用いて行った。

【００９９】図１０から明らかなように、現像時間が長
くなるに従いパターン線幅は漸次減少する傾向を示し、
現像時間が４０秒，５０秒，６０秒，７０秒のときにパ
ターン線幅は０．２６４μｍ，０．２５９μｍ，０．２
５０ｐｍ（目標値），０．２４４μｍがそれぞれ得られ
た。

【０１００】パターン又はパターン潜像の線幅を測定す
る時期には様々なタイミングを選ぶことができる。その
ため、潜像線幅測定装置２５は塗布現像処理システム１
内のいろんなところに設けることができる。例えば図１
１に示すように、潜像線幅測定装置を備えた（ＬＩＬＷ
Ｍ）ユニット２５ａをプロセス部１１の処理ユニッ群の
なかに設けるようにしてもよい。図５に示すように、こ
の（ＬＩＬＷＭ）ユニット２５ａ内にウェハＷを搬入し
て、ＰＥＢ工程よりも前にパターン潜像の線幅を測定す
ることができる。なお、このような（ＬＩＬＷＭ）ユニ
ット２５ａは、プリベーキング（ＰＲＥＢＡＫＥ）ユニ
ット及びポスとベーキング（ＰＯＢＡＫＥ）ユニットか
ら熱的影響を最も受けにくい位置に設けることが好まし
い。例えばクーリング（ＣＯＬ）ユニットの隣に（ＬＩ
ＬＷＭ）ユニット２５ａを設けるのが最適である。

【０１０１】また、ポストベーキング（ＰＯＢＡＫＥ）
ユニット内に潜像線幅測定装置２５を内蔵させるように
してもよい。このようなポストペーキング（ＰＯＢＡＫ
Ｅ）ユニット内では、図１２に示すように、レジストを
ＰＥＢ処理するとともにパターン潜像の線幅を同時に測
定することができ、スループットの向上を図ることがで
きる。

【０１０２】また、ポストベーキング後のウエハＷが搬
入される所定のクーリングユニット（ＣＯＬ）内に潜像
線幅測定装置２５を設け、例えばウエハＷの冷却処理と
同時に或いは冷却の直前・直後に線幅測定を行うように
構成してもよい。この場合、図１３に示すように、潜像
パターンの線幅測定結果に基づくフィードフォワード方
式の線幅制御を実現するために、現像工程におけるパラ
メータ（現像液温度、現像時間、現像液濃度）の値のみ
を補正の対象とすることが、ウエハＷの損失分が発生し
ないという点で望ましい。また、場合によっては、ポス
トベーキング工程のパラメータも同時に補正するような
構成をとっても構わない。

【０１０３】また、前記の実施形態はフィードフォワー
ド方式の線幅制御を実現したものであるが、図１４に示
すように、現像後のレジストパターンの線幅を線幅測定
装置（ＬＷＭ）２５ｂ（図１１参照）により測定し、そ
の線幅測定値と適正値との差に基づいて、レジスト塗布
条件（スピンチャック回転速度、レジスト液の濃度、レ
ジスト液の供給量など）、露光条件（露光時間、露光焦
点距離など）、ベーキング温度、ベーキング時間、現像
温度、現像時間のうち少なくとも１つのパラメータ補正
を行うようにしてもよい。このようなパラメータのフィ
ードバック制御により、システム内でのインラインによ
るレジストパターンの高精度な線幅制御が実現でき、確
実に歩留まりの向上を図れる。

【０１０４】また、前記の実施形態では、線幅測定装置
をシステム内に設けた場合について説明したが、露光装
置内に潜像線幅測定装置を設けてもよい。このようなシ
ステムでは、図１５に示すように、露光後にウエハ表面
に形成された潜像パターンの線幅を露光装置内の潜像線
幅測定装置にて測定し、塗布現像処理システムがその線
幅測定結果を露光装置より入力し、入力データに基づい
て前述したようなベーキング温度、ベーキング時間、現
像温度、現像時間などのパラメータ補正を行う。 とこ
ろで、露光後のプロセスにおいてレジストパターンの線
幅に影響を与えるパラメータ、特に現像プロセスにおけ
るパラメータ（現像液温度、現像時間、現像液濃度等）
の補正は、レジストパターンの線幅だけでなくレジスト
膜の厚さにも影響を及す。そこで、図１６に示すよう
に、現像プロセスにおけるパラメータの値を補正した場
合は、同時に露光以前のプロセスにおいてレジスト膜の
膜厚に影響を及すパラメータに対してもしかるべき補正
を加えることが有用となる。

【０１０５】以下、このように潜像パターンの線幅測定
結果と適正値との差をレジスト塗布工程におけるパラメ
ータ補正にも反映させた塗布現像処理システムの実施形
態について説明する。

【０１０６】図１７に示すように、本実施形態の塗布現
像処理システムにおけるレジスト塗布ユニット（ＣＯ
Ｔ）は、ウエハＷの搬送部２６の雰囲気と区画される処
理容器５７内に、ウエハＷを真空吸着により水平に保持
しながら回転するように構成されたスピンチャック５８
と、このスピンチャック５８の外側及び下部側を包囲す
ると共に底部に排気口５８ａと排液口５８ｂを有するカ
ップ５９と、スピンチャック５８上に保持されるウエハ
Ｗの表面にレジスト液を吐出するレジスト供給ノズル６
０とを具備して構成される。

【０１０７】上記処理容器５７の一側面にはウエハＷの
搬入・搬出用の開口５７ａが設けられており、この開口
５７ａは図示しないシリンダ等の駆動手段によって駆動
するシャッタ５７ｂによって開閉されるように構成され
ている。また、処理容器５７の下部側には、スピンチャ
ック５８を回転駆動するモータ６１が配設されると共
に、スピンチャック５８を昇降する昇降手段（図示せ
ず）が配設されている。モータ６１はサーボモータにて
構成され、中央処理演算装置（ＣＰＵ）４５による制御
の下、スピンチャック５８の回転数を高精度に制御する
ことが可能とされている。

【０１０８】一方、処理容器５７の天井部には空気導入
口５７ｃが設けられ、この空気導入口５７ｃ内にフィル
タ６２が配置されており、このフィルタ６２によって清
浄化された空気が供給されるように構成されている。

【０１０９】また、上記レジスト供給ノズル６０の近傍
位置にはレジスト液の温度を調整するレジスト液温度調
整器６３が取り付けられている。このレジスト液温度調
整器６３は、例えば供給管６４を包囲するジャケット内
に温度調整された恒温液を循環供給する温度調整機構に
て形成されている。このように構成されるレジスト供給
ノズル６０は、不使用時にはスピンチャック５８の上部
方側に待機しており、使用時にスピンチャック５８の上
方に移動して、供給管６４に介設されるポンプ（図示せ
ず）によってレジスト液がレジスト供給ノズル６０に送
られ、スピンチャック５８上に保持されたウエハＷの表
面に塗布（供給）されるようになっている。

【０１１０】また、プリベーキングユニット（ＰＲＥＢ
ＡＫＥ）は、図１７に示すように、ウエハＷの搬入・搬
出口７１ａ及びこの搬入・搬出口７１ａを開閉するシャ
ッタ７１ｂを有する容器７１内にウエハＷを載置してベ
ークする円板状の熱板７３を具備してなる。熱板７３内
には発熱抵抗体７４が内蔵されており、この発熱抵抗体
７４への供給電流は中央処理演算装置（ＣＰＵ）４５の
制御の下、図示しないプリベーキング温度調整器によっ
て調整されるようになっている。

【０１１１】さらに、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）
には、スピンチャック５８上に保持されたウエハＷ表面
に塗布されたレジスト膜の膜厚を検出する膜厚センサ６
５が設けられており、この膜厚センサ６５によって検出
された検出信号は中央演算処理装置４５（ＣＰＵ）に送
られる。中央演算処理装置４５（ＣＰＵ）は膜厚センサ
６５から送られてきたレジスト膜の膜厚検出値及び潜像
線幅測定装置２５から送られてきた潜像パターンの線幅
測定値に基づいて、レジスト膜の膜厚に影響を与えるパ
ラメータ、例えばレジスト液温度、レジスト塗布時のウ
エハ回転速度及びレジスト塗布前のプリベーキング温度
を最適化すべくレジスト液温度調整器６３、モータ６１
及び図示しないプリベーキング温度調整器に制御指令を
与える。すなわち、図１８に示すように、ウエハＷの表
面にレジスト膜を形成した後、モータ６１を停止し、膜
厚センサ６５とスピンチャック５８を相対的に移動しな
がらウエハＷの任意の複数の箇所（例えば１枚のウエハ
において40箇所）のレジスト膜の膜厚を膜厚センサ６５
によって検出する（ステップ１３１）。この検出信号を
中央演算処理装置（ＣＰＵ）４５に送って、レジスト膜
の膜厚が適正値の範囲内か否か、すなわち図１９（ａ）
に示すように適正膜厚の許容上限値ａ１から許容下限値
ａ２までの範囲内か否かを判断する（ステップ１３
２）。そして、レジスト膜の膜厚が許容値の範囲外であ
る場合は、モータ６１の回転数を補正して膜厚を許容範
囲内に制御する（ステップ１３３）。例えば、膜厚が許
容上限値より厚い場合（図１９（ａ）のｂの場合）に
は、モータ６１の回転数を速くして膜厚を薄くし、逆に
膜厚が許容下限値より薄い場合（図１９（ａ）のｃの場
合）には、モータ６１の回転数を遅くして、膜厚を厚く
する。

【０１１２】また、ここで中央演算処理装置（ＣＰＵ）
４５は潜像線幅測定装置２５から送られてきた潜像パタ
ーンの線幅測定値と適正値との比較演算により（ステッ
プ１３４）、線幅測定値が適正値の範囲にないことを判
断した場合、前記実施形態のシステムと同様に現像後の
レジストパターンの線幅を適正化させるように露光後の
プロセスにおいてレジストパターンの線幅に影響を与え
るパラメータの値を変更すると共に、潜像パターンの線
幅測定値と適正値との差に応じた補正をモータ回転数の
制御量に対して加える（ステップ１３５）。

【０１１３】次に中央演算処理装置（ＣＰＵ）４５は、
レジスト膜の膜厚が均一か否か、すなわち図１９（ｂ）
に示すように、レジスト膜のプロファイルが許容範囲内
すなわちａ１〜ａ２内であるか否かを判断する（ステッ
プ１３６）。そして、レジスト膜のプロファイルが許容
範囲外の場合は、レジスト液の温度調整及び／又はプリ
ベーキング温度調整を行って膜厚を均一にする（ステッ
プ１３７，１３８）。なお、ここでは、膜厚センサ６５
がレジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）内に設けられている
が、レジスト塗布ユニット（ＣＯＴ）の外部に膜厚セン
サ６５を設けて、ウエハＷ表面に塗布されたレジスト膜
の膜厚を検出するようにしてもよい。また、膜厚センサ
６５によりレジスト膜の膜厚を測定する時期は、装置
の稼働前に、測定用基板例えばダミーウエハをスピンチ
ャック５８上に保持させレジスト供給ノズル６０からレ
ジスト液を塗布（供給）すると共に、スピンチャック５
８を回転させてレジスト膜を形成した後に測定（検出）
するか、１ロット（例えば２５枚）のウエハＷの塗布
処理の終了毎に行うか、あるいは、各ウエハＷの塗布
処理の終了毎に行うなど、その測定（検出）時期は任意
である。

【０１１４】以上のように、本実施形態によれば、イン
ラインによるレジスト膜の膜厚制御と線幅制御が可能と
なり、生産性の向上を図ることができると共に、現像プ
ロセス時のパラメータの値の変更によるレジスト膜の膜
厚の変動を見込んでレジスト塗布プロセス時のレジスト
膜の膜厚を決めるパラメータの値を変更するようにした
ことで、より高精度な膜厚制御が可能となる。

【０１１５】これまで露光後のレジスト膜に形成された
潜像パターンの線幅或いはレジストパターンの線幅を測
定し、その測定結果に基づいて現像後の線幅を適正化す
べく現像時間、現像液温度、ポストベーキング温度、プ
リベーキング温度等を制御するものについて説明した
が、図２０に示すように、潜像パターンの線幅或いはレ
ジストパターンの線幅を測定し、その測定結果に基づい
て露光装置の露光時間、露光焦点、露光用光源の紫外線
強度等の露光プロセスに関するパラメータを補正するよ
うに、レジスト塗布現像システムから露光装置のコント
ローラに対して指令を与えるように構成することも可能
である。また、潜像パターンの線幅或いはレジストパタ
ーンの線幅を測定した結果をレジスト塗布現像システム
から露光装置のコントローラに伝送し、露光装置側にて
各種パラメータの補正値を演算するようにしてもよい。

【０１１６】以上、半導体ウエハの表面にレジスト液を
塗布し、現像する装置について説明したが、本発明はＬ
ＣＤ基板等の表面にレジスト液を塗布し、現像する装置
にも適用できることは言うまでもまい。

【０１１７】

【０１１８】

【発明の効果】 本 発明によれば、被処理基板のレジスト
膜における露光部及び／又は非露光部の線幅つまり潜像
パターンの線幅を測定し、この線幅測定結果に基づい
て、現像後のレジストパターンの線幅に影響を与える現
像液温度、現像時間、現像前の被処理基板の加熱温度、
現像前の被処理基板の加熱時間を補正することによっ
て、線幅測定を行った被処理基板自体の表面に形成され
るレジストパターンの線幅を適正化することができ、線
幅制御のためのパラメータ補正に伴う被処理基板の損失
分が生じなくなると共に、装置内でのインラインによる
レジストパターンの高精度な線幅制御が可能となり、生
産性の向上を図ることができる。

【０１１９】

【０１２０】

【０１２１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である半導体ウエハの塗布
現像処理システムの全体構成を示す平面図

【図２】図１に示した塗布現像処理システムの正面図

【図３】図１に示した塗布現像処理システムの背面図

【図４】図１に示した処理ステーションにおける現像ユ
ニット及びポストベーキングユニットの構成を示す図

【図５】図１に示した塗布現像処理システムの処理の流
れを示す図

【図６】図１に示した塗布現像処理システムにおけるレ
ジストパターンの線幅制御の手順を示すフローチャート

【図７】ＰＥＤ温度と平均線幅との相関を示す特性線図

【図８】ＰＥＤ時間と平均線幅との相関を示す特性線図

【図９】ＰＥＤ相対湿度と平均線幅との相関を示す特性
線図

【図１０】現像時間と平均線幅との相関を示す特性線図

【図１１】本発明の他の実施形態に係る塗布現像処理シ
ステムの背面図

【図１２】本発明の他の実施形態に係る塗布現像処理シ
ステムの処理の流れを示す図

【図１３】本発明のさらに他の実施形態に係る塗布現像
処理システムの処理の流れを示す図

【図１４】本発明のさらに他の実施形態に係る塗布現像
処理システムの処理の流れを示す図

【図１５】本発明の他の実施形態に係る塗布現像処理シ
ステムの処理の流れを示す図

【図１６】本発明の他の実施形態に係る塗布現像処理シ
ステムの処理の流れを示す図

【図１７】本発明の他の実施形態に係る塗布現像処理シ
ステムにおけるレジスト塗布ユニット及びプリベーキン
グユニットの構成を示す図

【図１８】本発明の他の実施形態に係る塗布現像処理シ
ステムにおけるレジスト膜の膜厚制御及び線幅制御の手
順を示すフローチャート

【図１９】レジスト膜厚とウエハ直径との関係を示す図

【図２０】本発明の他の実施形態に係る塗布現像処理シ
ステムの処理の流れを示す図

【符号の説明】

Ｗ……半導体ウエハ（被処理基板） ＰＯＢＡＫＥ……ポストベーキングユニット（加熱手
段） ＣＯＴ……レジスト塗布ユニット（レジスト塗布手段） ＤＥＶ……現像ユニット（現像手段） ＣＯＬ……リクーリングユニット（冷却手段） ２５……潜像線幅測定装置（線幅測定手段） ４５……中央処理演算装置（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−211630（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−315220（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−264408（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−213313（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 選択的に露光されたレジスト膜が表面に
   形成された被処理基板の表面に現像液を供給して現像処
   理を施す現像手段と、 前記現像手段で現像処理を施す前に、前記被処理基板の
   前記レジスト膜の露光部及び／又は非露光部の線幅を測
   定する線幅測定手段と、 前 記線幅測定手段の線幅測定結果と予め設定された線幅
   の適正値とに基づいて、現像処理後に得られるレジスト
   パターンの線幅に影響を与えるパラメータの値を前記被
   処理基板に現像処理を施す前に補正する制御手段とを具
   備することを特徴とするレジスト塗布現像装置。
2. 【請求項２】 選択的に露光されたレジスト膜が表面に
   形成された被処理基板の表面に現像液を供給して現像処
   理する現像手段と、 前記現像手段で現像処理を施す前に、前記被処理基板の
   前記レジスト膜の露光部及び／又は非露光部の線幅の測
   定結果を入力する入力手段と、 前記入力手段により入力された線幅測定結果と予め設定
   された線幅の適正値とに基づいて、現像処理後に得られ
   るレジストパターンの線幅に与える影響パラメータの値
   を前記被処理基板に現像処理を施す前に補正する制御手
   段とを具備することを特徴とするレジスト塗布現像装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のレジスト塗布現像
   装置において、 前記パラメータの値は、少なくとも前記被処理基板に供
   給する現像液の温度または前記現像手段での現像処理時
   間のいずれか一つを含むことを特徴とするレジスト塗布
   現像装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載のレジスト塗布現像
   装置において、 露光後、かつ前記現像手段での現像処理を施す前に、前
   記被処理基板を加熱する加熱手段を備え、前記パラメー
   タの値は、少なくとも前記加熱手段の加熱温度または加
   熱時間のいずれか一つを含むことを特徴とするレジスト
   塗布現像装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４いずれか一項記載のレジ
   スト塗布現像装置において、 被処理基板を回転しつつこの被処理基板の表面にレジス
   ト液を塗布するレジスト塗布手段を備え、前記制御手段
   は前記パラメータの値を補正すると共に、前記レジスト
   塗布手段のレジスト塗布厚に影響を与えるパラメータの
   値を補正することを特徴とするレジスト塗布現像装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５いずれか一項記載のレジ
   スト塗布現像装置において、 前記制御手段は前記パラメータの値を補正すると共に、
   前記レジスト膜の露光処理に影響を与えるパラメータの
   値を補正することを特徴とするレジスト塗布現像装置。
7. 【請求項７】 被処理基板を複数収容したカセットを外
   部との間で搬入、搬出すると共に、前記カセットに対し
   て前記被処理基板を出し入れするカセットステーション
   部と、前記被処理基板に対して所定の処理を施す複数の
   枚葉式の処理ユニットを縦横多段に配置して構成される
   処理ステーション部と、外部の露光装置との間で前記被
   処理基板の受渡しを行うインターフェース部とで構成さ
   れたレジスト塗布現像装置であって、 前記処理ユニットのうち少なくとも一つは前記被処理基
   板の表面に現像液を供給して現像処理を施す現像処理ユ
   ニットであり、 前記インターフェース部は、前記処理ステーション部と
   前記露光装置との間に配置されると共に、前記露光装置
   で選択的に露光されたレジスト膜が表面に形成された前
   記被処理基板の前記レジスト膜の露光部及び／又は非露
   光部の線幅を測定する線幅測定手段を有する線幅測定ユ
   ニットを有し、 前記線幅測定手段の線幅測定結果と予め設定された線幅
   の適正値とに基づいて、前記現像処理ユニットでの現像
   処理後に得られるレジストパターンの線幅に影響を与え
   るパラメータの値を補正する制御手段を具備することを
   特徴とするレジスト塗布現像装置。
8. 【請求項８】 被処理基板を複数収容したカセットを外
   部との間で搬入、搬出すると共に、前記カセットに対し
   て前記被処理基板を出し入れするカセットステーション
   部と、前記被処理基板に対して所定の処理を施す複数の
   枚葉式の処理ユニットを縦横多段に配置して構成される
   処理ステーション部と、外部の露光装置との間で前記被
   処理基板の受渡しを行うインターフェース部とで構成さ
   れたレジスト塗布現像装置であって、 前記処理ステーション部は、前記被処理基板を前記各処
   理ユニットに対して搬入、搬出する搬送手段と、前記搬
   送手段の搬送路と、前記搬送路を挟んで分けられた正面
   側処理ユニット群および背面側処理ユニット群とを備
   え、 前記正面側処理ユニット群は、前記被処理基板の表面に
   現像液を供給して現像を行う現像処理ユニットを有し、 前記背面側処理ユニット群は、前記被処理基板を加熱す
   る加熱処理ユニットと、 前記加熱処理ユニットにより加熱された前記被処理基板
   を冷却する冷却処理ユニットと、 前記露光装置で選択的に露光されたレジスト膜が表面に
   形成された前記被処理基板の前記レジスト膜の露光部及
   び／又は非露光部の線幅を測定する線幅測定ユニットと
   を有し、 前記線幅測定ユニットの線幅測定結果と予め設定された
   線幅の適正値とに基づいて、前記現像処理ユニットでの
   現像処理後に得られるレジストパターンの線幅に影響を
   与えるパラメータの値を補正する制御手段を具備するこ
   とを特徴とするレジスト塗布現像装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載のレジスト塗布現像装置に
   おいて、 前記線幅測定ユニットは、前記冷却処理ユニットに隣接
   して設けられていることを特徴とするレジスト塗布現像
   装置。
10. 【請求項１０】 被処理基板を複数収容したカセットを
    外部との間で搬入、搬出すると共に、前記カセットに対
    して前記被処理基板を出し入れするカセットステーショ
    ン部と、前記被処理基板に対して所定の処理を施す複数
    の枚葉式の処理ユニットを縦横多段に配置して構成され
    る処理ステーション部と、外部の露光装置との間で前記
    被処理基板の受渡しを行うインターフェース部とで構成
    されたレジスト塗布現像装置であって、 前記処理ステーション部は、前記被処理基板を前記各処
    理ユニットに対して搬入、搬出する搬送手段と、前記搬
    送手段の搬送路と、前記搬送路を挟んで分けられた正面
    側処理ユニット群および背面側処理ユニット群とを備
    え、 前記正面側処理ユニット群は、前記被処理基板の表面に
    現像液を供給して現像を行う現像処理ユニットを有し、 前記背面側処理ユニット群は、前記露光装置で露光され
    た被処理基板に対して前記現像処理ユニットで現像処理
    を行う前に加熱処理を施す加熱処理手段と、前記露光装
    置で選択的に露光されたレジスト膜が表面に形成された
    前記被処理基板の前記レジスト膜の露光部及び／又は非
    露光部の線幅を測定する線幅測定手段とを備えた加熱処
    理ユニットと、 前記加熱手段により加熱された前記被処理基板を冷却す
    る冷却処理ユニットとを有し、 前記線幅測定手段の線幅測定結果と予め設定された線幅
    の適正値とに基づいて、前記現像処理ユニットでの現像
    処理後に得られるレジストパターンの線幅に影響を与え
    るパラメータの値を補正する制御手段を具備することを
    特徴とするレジスト塗布現像装置。
11. 【請求項１１】 被処理基板を複数収容したカセットを
    外部との間で搬入、搬出すると共に、前記カセットに対
    して前記被処理基板を出し入れするカセットステーショ
    ン部と、前記被処理基板に対して所定の処理を施す複数
    の枚葉式の処理ユニットを縦横多段に配置して構成され
    る処理ステーション部と、外部の露光装置との間で前記
    被処理基板の受渡しを行うインターフェース部とで構成
    されたレジスト塗布現像装置であって、 前記処理ステーション部は、前記被処理基板を前記各処
    理ユニットに対して搬入、搬出する搬送手段と、前記搬
    送手段の搬送路と、前記搬送路を挟んで分けられた正面
    側処理ユニット群および背面側処理ユニット群とを備
    え、 前記正面側処理ユニット群は、前記被処理基板の表面に
    現像液を供給して現像を行う現像処理ユニットを有し、 前記背面側処理ユニット群は、前記露光装置で露光され
    た被処理基板に対して前記現像処理ユニットで現像処理
    を行う前に加熱処理を施す加熱手段を備えた加熱処理ユ
    ニットと、 前記加熱手段により加熱された前記被処理基板に対して
    前記現像処理ユニットで現像処理を行う前に冷却処理す
    る冷却手段と、前記露光装置で選択的に露光されたレジ
    スト膜が表面に形成された前記被処理基板の前記レジス
    ト膜の露光部及び／又は非露光部の線幅を測定する線幅
    測定手段とを備えた冷却処理ユニットとを有し、 前記線幅測定手段の線幅測定結果と予め設定された線幅
    の適正値とに基づいて、前記現像処理ユニットでの現像
    処理後に得られるレジストパターンの線幅に影響を与え
    るパラメータの値を補正する制御手段を具備することを
    特徴とするレジスト塗布現像装置。
12. 【請求項１２】 選択的に露光されたレジスト膜が表面
    に形成された被処理基板に現像処理を施す前に、前記被
    処理基板の前記レジスト膜の露光部及び／又は非露光部
    の線幅を測定し、この線幅測定結果と予め設定された線
    幅の適正値とに基づいて、前記現像処理後に得られるレ
    ジストパターンの線幅に影響を与えるパラメータの値を
    前記被処理基板に前記現像処理を施す前に補正すること
    を特徴とするレジスト塗布現像方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載のレジスト塗布現像方
    法において、 前記パラメータの値は、少なくとも前記現像処理におけ
    る前記被処理基板に供給する現像液の温度または現像処
    理時間のいずれか一つを含むことを特徴とするレジスト
    塗布現像方法。
14. 【請求項１４】 請求項１２記載のレジスト塗布現像方
    法において、 前記線幅の測定後、かつ前記現像処理を施す前に、前記
    被処理基板の加熱処理を行い、前記パラメータの値は、
    少なくとも前記加熱処理における加熱温度または加熱時
    間のいずれか一つを含むことを特徴とするレジスト塗布
    現像方法。
15. 【請求項１５】 請求項１２乃至１４いずれか一項記載
    のレジスト塗布現像方法において、 前記パラメータの値を補正すると共に、前記レジスト膜
    の塗布処理におけるレジスト塗布厚に影響を与えるパラ
    メータの値を補正することを特徴とするレジスト塗布現
    像方法。
16. 【請求項１６】 請求項１２乃至１５いずれか一項記載
    のレジスト塗布現像方法において、 前記パラメータの値を補正すると共に、前記レジスト膜
    の露光処理に影響を与えるパラメータの値を補正するこ
    とを特徴とするレジスト塗布現像方法。