説明

現像処理方法、現像処理装置、プログラム及びコンピュータ記憶媒体

【課題】基板の面内においてレジストパターンの線幅を均一にする。
【解決手段】ウェハW上に現像液Mを供給して、所定のパターンを露光し且つ露光後にポストエクスポージャーベーキングしたウェハWのレジスト膜を現像処理する方法であって、ポストエクスポージャーベーキング前後のウェハWのレジスト膜の膜厚を測定し、ポストエクスポージャーベーキングの前後に測定されたレジスト膜の膜厚差に基づいて、ウェハ上のパターンのショットごとに現像条件を設定し、設定された現像条件に基づいて、各ショットごとに霧状の現像液Mを供給する量及び現像時間を調整して、現像処理後のレジストパターンの線幅を調整する

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レジスト膜が形成された基板に現像液を供給して基板を現像処理する現像処理方法、現像処理装置、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
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では、例えば半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)上にレジスト液を塗布しレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、当該レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる加熱処理(ポストエクスポージャーベーキング)、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などが順次行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。
【0003】
ところで近年、半導体デバイスのさらなる高集積化を図るため、レジストパターンの微細化が求められている。そのため、上述した現像処理を精密に、且つ基板面内で均一に行うことが要求されている。この現像処理を行う手法としては、例えば基板の直径に対応した長さで、且つ多数の吐出口が形成された供給ノズルを、現像液を供給しながら基板の一の外周縁部から反対側の外周縁部まで移動させることにより基板表面上に現像液の液膜を形成し、基板面内を均一に現像する方式が知られている(例えば特許文献1)。
【0004】
ところで、上述のポストエクスポージャーベーキングなどの加熱処理は、通常熱処理板などの加熱処理装置で行われており、例えば熱処理板に内蔵されたヒータの発熱により基板が所定温度に調整される。
【0005】
この加熱処理における熱処理温度は、最終的に基板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。そこで、加熱処理時の基板面内の温度を厳格に制御して均一な温度分布を得るため、熱処理板は通常、複数の領域に区画され、各領域毎に独立して温度調整できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−31459号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、各領域毎に独立して温度調整を行った場合であっても、各領域の熱抵抗の相違などにより、熱処理板上の基板の面内の温度を均一にすることは困難であった。そのため、レジストパターンの線幅には、例えばパターンのショットごとにばらつきが生じてしまっていた。
【0008】
このばらつきを解消する方法としては、基板面内の熱履歴に対応して、例えば現像時間などの現像条件を変化させることが考えられる。特許文献1に提案されるような、基板の直径に対応した長さの供給ノズルを用いた場合、基板上のレジストパターンの各ショットに対する現像条件を、供給ノズルの移動方向に沿って変えることは可能である。
【0009】
しかしながら、供給ノズルの長さ方向に位置するショットについては現像条件を変えることはできない。したがって、現像後のレジストパターンの線幅にばらつきが生じることが避けられない。また、従来用いられている、基板を回転させながら現像液を供給する現像方法においても、基板の直径方向に沿って現像条件を変えることはできても、それ以外の方向に対しては現像条件を調整することができない。
【0010】
そこで、本発明者は、例えばパターンの各ショットの大きさに対応した供給ノズルを用い、各ショットごとにレジスト液を供給することで現像条件を調整することを試みた。しかしながら、供給ノズルからショットごとにレジスト液を供給しても、レジスト液の表面張力により当該レジスト液がウェハ上で移動してしまうため、ショットごとにレジスト液を供給することができなかった。そのため、現像後のレジストパターンの線幅が各ショット間でばらつくことが避けられなかった。
【0011】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板の面内においてレジストパターンの線幅を均一にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0012】
前記の目的を達成するため、本発明は、基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光し且つ露光後に加熱処理した基板上のレジスト膜を現像処理する方法であって、前記加熱処理後の基板の処理状態を測定し、前記測定された基板の処理状態に基づいて、基板上の所定の領域ごとに現像条件を設定し、前記現像条件に基づいて、前記基板上の所定の領域ごとに霧状の現像液を供給する量及び現像時間を調整して、現像処理後のレジストパターンの線幅を調整することを特徴としている。
【0013】
本発明者は、現像液を霧状にした状態で基板に供給することで、供給された現像液が基板上で移動することを防止できることを見出した。本発明は、この点に着目したものであり、本発明の現像処理装置によれば、基板の処理状態に基づいて所定の領域ごとに現像条件を設定し、現像条件に基づいて、各領域ごとに霧状の現像液を供給する量及び時間を調整するので、各領域ごとのレジストパターンの線幅を調整することができる。これにより、基板の面内において均一なレジストパターンの線幅を得ることができる。
【0014】
前記基板の処理状態は、前記露光後に行われる加熱処理後のレジスト膜の膜厚であってもよい。また、前記基板の処理状態は、現像処理後のレジストパターンの線幅であってもよい。
【0015】
前記霧状の現像液は、液状の現像液に超音波を印加して生成されたものであってもよい。
【0016】
前記所定の領域は、基板上のパターンのショットであってもよい。
【0017】
前記基板への霧状の現像液の供給は、平面視における断面形状が基板上のパターンのショットより小さな現像液供給口が形成された現像液ノズルにより行われてもよい。
【0018】
前記基板への霧状の現像液の供給は、基板の直径以上の長さを有する本体部と、当該本体部の長さ方向にわたって基板上のパターンのショットに対応して形成された現像液供給口とを備えた現像液ノズルにより行われてもよい。
【0019】
前記基板への霧状の現像液の供給は、平面視において基板の全面を覆う本体部と、当該本体部における基板と対向する面に基板上のパターンのショットに対応して形成された現像液供給口とを備えた現像液ノズルにより行われてもよい。
【0020】
前記現像液供給口の外周部には、当該現像液供給口に同心円状の排気口が形成されていてもよい。
【0021】
別な観点による本発明は、基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光し且つ露光後に加熱処理した基板上のレジスト膜を現像処理する現像処理装置であって、前記加熱処理後の基板の処理状態を測定する測定部と、前記測定された基板の処理状態に基づいて、所定の領域ごとに現像条件を設定する条件設定部と、前記現像条件に基づいて、前記基板上の領域ごとに、霧状の現像液を供給する現像液ノズルと、前記現像液を供給する量及び現像時間を調整して、現像処理後のレジストパターンの線幅を調整する供給制御部と、を有することを特徴としている。
【0022】
前記基板の処理状態は、前記露光後に行われる加熱処理後のレジスト膜の膜厚であってもよい。また、前記基板の処理状態は、現像処理後のレジストパターンの線幅であってもよい。
【0023】
液状の現像液に超音波を印加して霧状の現像液を生成する現像液霧化手段を有していてもよい。
【0024】
前記所定の領域は、基板上のパターンのショットであってもよい。
【0025】
前記現像液ノズルは、平面視における断面形状が基板上のパターンのショットより小さな現像液供給口を備えていてもよい。
【0026】
前記現像液ノズルは、基板の直径以上の長さを有する本体部と、当該本体部の長さ方向にわたって基板上のパターンのショットに対応して形成された現像液供給口を備えていてもよい。
【0027】
前記現像液ノズルは、平面視において基板の全面を覆う本体部と、当該本体部における基板と対向する面に基板上のパターンのショットに対応して形成された現像液供給口を備えていてもよい。
【0028】
前記現像液供給口の外周部には、当該現像液供給口に同心円状の排気口が形成されていてもよい。
【0029】
また、別な観点による本発明によれば、前記現像処理方法を現像処理装置によって実行させるために、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
【0030】
さらに別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【発明の効果】
【0031】
本発明によれば、基板の面内において均一な現像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本実施の形態にかかる現像処理装置を備えた塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す平面図である。
【図2】塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。
【図3】塗布現像処理システムの内部構成の概略を示す側面図である。
【図4】現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図5】現像処理装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図6】現像液ノズル近傍の構成の概略を示す断面図である。
【図7】ポストエクスポージャーベーキング前後のレジスト膜の膜厚差と現像処理後のレジストパターンの線幅との相関関係を表すグラフである。
【図8】現像ノズルから霧状の現像液を供給する様子を示す説明図である。
【図9】他の実施の形態にかかる現像ノズルの構成の概略を示す斜視図である。
【図10】他の実施の形態にかかる現像ノズルの構成の概略を示す縦断面図である。
【図11】他の実施の形態にかかる現像ノズルの構成の概略を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明にかかる現像処理装置を備えた塗布現像処理システム1の内部構成の概略を示す平面図である。図2及び図3は、塗布現像処理システム1の内部構成の概略を示す側面図である。
【0034】
塗布現像処理システム1は、図1に示すように例えば外部との間で複数枚のウェハWを収容したカセットCが搬入出されるカセットステーション2と、フォトリソグラフィー処理の中で枚葉式に所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション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。
【0035】
カセットステーション2には、カセット載置台10が設けられている。カセット載置台10には、複数、例えば4つのカセット載置板11が設けられている。カセット載置板11は、水平方向のX方向(図1中の上下方向)に一列に並べて設けられている。これらのカセット載置板11には、塗布現像処理システム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。
【0036】
カセットステーション2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装置21が設けられている。ウェハ搬送装置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、各カセット載置板11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の受け渡し装置との間でウェハWを搬送できる。
【0037】
処理ステーション3には、各種装置を備えた複数例えば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。
【0038】
例えば第1のブロックG1には、図3に示すように複数の液処理装置、例えばウェハWを現像処理する現像処理装置30、ウェハWのレジスト膜の下層に反射防止膜(以下、「下部反射防止膜」という)を形成する下部反射防止膜形成装置31、ウェハWにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置32、ウェハWのレジスト膜の上層に反射防止膜(以下、「上部反射防止膜」という)を形成する上部反射防止膜形成装置33が下から順に重ねられている。
【0039】
例えば現像処理装置30とレジスト塗布装置32は、それぞれ水平方向に3つ、上下方向に2層に並べて配置されている。また、例えば下部反射防止膜形成装置31と上部反射防止膜形成装置33は、それぞれ水平方向に3つ並べて配置されている。なお、現像処理装置30、下部反射防止膜形成装置31、レジスト塗布装置32及び上部反射防止膜形成装置33の数や配置は、任意に選択できる。
【0040】
例えば第2のブロックG2には、図2に示すようにウェハWの熱処理を行う熱処理装置40や、ウェハWを疎水化処理するアドヒージョン装置41、ウェハWの外周部を露光する周辺露光装置42が上下方向と水平方向に並べて設けられている。熱処理装置40は、ウェハWを載置して加熱する熱板と、ウェハWを載置して冷却する冷却板を有し、加熱処理と冷却処理の両方を行うことができる。なお、熱処理装置40、アドヒージョン装置41及び周辺露光装置42の数や配置は、任意に選択できる。
【0041】
例えば第3のブロックG3には、複数の受け渡し装置50、51、52、53、54、55、56が下から順に設けられている。また、第4のブロックG4には、複数の受け渡し装置60、61、62と、測定部としての検査装置63が下から順に設けられている。検査装置63は、ウェハW上のレジスト膜の膜厚、現像処理後のレジストパターンの線幅や膜厚などを測定することができる。
【0042】
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、例えばウェハ搬送装置70が配置されている。
【0043】
ウェハ搬送装置70は、例えばY方向、X方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置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内の所定の装置にウェハWを搬送できる。
【0044】
ウェハ搬送装置70は、例えば図2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装置にウェハWを搬送できる。
【0045】
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装置80が設けられている。
【0046】
シャトル搬送装置80は、例えばY方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置80は、ウェハWを支持した状態でY方向に移動し、第3のブロックG3の受け渡し装置52と第4のブロックG4の受け渡し装置62との間でウェハWを搬送できる。
【0047】
図1に示すように第3のブロックG3のX方向正方向側の隣には、ウェハ搬送装置90が設けられている。ウェハ搬送装置90は、例えばX方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置90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内の各受け渡し装置にウェハWを搬送できる。
【0048】
インターフェイスステーション5には、ウェハ搬送装置100と受け渡し装置101が設けられている。ウェハ搬送装置100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を有している。ウェハ搬送装置100は、例えば搬送アームにウェハWを支持して、第4のブロックG4内の各受け渡し装置、受け渡し装置101及び露光装置4との間でウェハWを搬送できる。
【0049】
次に、上述の現像処理装置30の構成について説明する。図4は、現像処理装置30の構成の概略を示す縦断面の説明図であり、図5は、現像処理装置30の構成の概略を示す横断面の説明図である。
【0050】
現像処理装置30は、図4に示すように内部を閉鎖可能な処理容器120を有している。処理容器120の側面には、図5に示すようにウェハWの搬入出口121が形成され、搬入出口121には、開閉シャッタ122が設けられている。
【0051】
処理容器120内の中央部には、図4に示すようにウェハWを保持して回転させるスピンチャック130が設けられている。スピンチャック130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130上に吸着保持できる。
【0052】
スピンチャック130は、例えばモータなどを備えたチャック駆動機構131を有し、そのチャック駆動機構131により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動機構131には、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130は上下動可能である。
【0053】
スピンチャック130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132が設けられている。カップ132の下面には、回収した液体を排出する排出管133と、カップ132内の雰囲気を排気する排気管134が接続されている。
【0054】
図5に示すようにカップ132のX方向負方向(図5の下方向)側には、Y方向(図5の左右方向)に沿って延伸するレール140が形成されている。レール140は、例えばカップ132のY方向負方向(図5の左方向)側の外方からY方向正方向(図5の右方向)側の外方まで形成されている。レール140には、アーム141が取り付けられている。
【0055】
アーム141には、図4及び図5に示すように基板に対して現像液を吐出する、現像液ノズル142が支持されている。現像液ノズル142には、現像液供給源190に連通する供給管191が接続されている。現像液供給源190内には、液状の現像液が貯留されている。現像液供給源190には、現像液に超音波を印加することで、液状の現像液を霧化して霧状の現像液を生成する、現像液霧化手段としての超音波ユニット192が設けられている。なお、超音波ユニット192は、霧状の現像液の粒径が、0.5μm〜20μmとなるように制御される。また、現像液供給源内の現像液の温度は、常温(23℃)〜50℃に保たれている。供給管191には、現像液の流れを制御するバルブ193が設けられている。
【0056】
現像液ノズル142の先端には、現像液の供給口142aが形成されている。この供給口142aは、例えば図6に示すように、その断面形状が所定の大きさ、本実施の形態においては例えばウェハWのパターンのショットSより小さく形成されている。また、供給口142aの外側には、排気装置(図示せず)に接続された排気口142bが供給口142aに同心円状に設けられている。このため、供給口142aから現像液を供給する際に排気口142bから排気を行うことで、現像液ノズル142aから供給される霧状の現像液が、排気口142bの外側に拡散することを防止できる。
【0057】
アーム141は、図5に示すノズル駆動部143により、レール140上を移動自在である。これにより、現像液ノズル142は、カップ132のY方向正方向側の外方に設置された待機部144からカップ132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の表面上をX方向方向(図5の上下方向)に移動できる。また、アーム141は、ノズル駆動部143によって昇降自在であり、現像液ノズル142の高さを調節できる。
【0058】
また、レール140には、他のアーム150が取り付けられている。他のアーム150には、リンス液としての純水を供給する純水ノズル151が支持されている。純水ノズル151には、純水供給源200に連通する供給管201が接続されている。供給管201には、純水の流れを制御するバルブ202が設けられている。
【0059】
他のアーム150は、図5に示す、ノズル駆動部152によってレール140上を移動自在であり、純水ノズル151を、カップ132のY方向負方向側の外方に設けられた待機部153からカップ22内のウェハWの中心部上方まで移動させることができる。また、ノズル駆動部152によって、他のアーム150は昇降自在であり、純水ノズル151の高さを調節できる。
【0060】
なお、以上の構成では、現像液を供給する現像液ノズル142と純水を供給する純水ノズル151が別々のアームに支持されていたが、同じアームに支持され、そのアームの移動の制御により、現像液ノズル142と純水ノズル151の移動と供給タイミングを制御してもよい。
【0061】
以上の塗布現像処理システム1には、図1に示すように制御装置300が設けられている。制御装置300は、例えばコンピュータであり、図1に示すように、現像処理を実行する際の現像条件を設定する条件設定部301と、レジスト液の供給を制御する供給制御部302を備えている。
【0062】
条件設定部301では、検査装置63での基板の処理状態の検査結果に基づいて、現像条件が決定される。条件設定部301には、例えば図7に示すような、プリベーク後であって露光処理前のレジスト膜の膜厚とポストエクスポージャーベーキング後のレジスト膜の膜厚との間の膜厚差と、現像処理後のレジストパターンの線幅との相関関係が記憶されている。図7は、ポストエクスポージャーベーキングの前後で生じるレジスト膜の膜厚の変化量を横軸に、現像処理後のレジストパターンの線幅を縦軸に表している。本発明者は、ポストエクスポージャーベーキングの前後で生じるレジスト膜の膜厚の変化量と、現像処理後のレジストパターンの線幅との間に、相関関係があることを見出した。具体的には、図7に示すように、ポストエクスポージャーベーキングの前後における膜厚大きいほど、現像処理後のレジストパターンの線幅も小さくなることが確認されている。なお、図7の相関関係は、ポストエクスポージャーベーキングの前後で生じるレジスト膜の膜厚の変化量を測定し、ウェハWの面内で現像条件と均一にして現像処理した場合のレジストパターンの線幅を、予め実施した予備試験により求めたものである。
【0063】
また、条件設定部301には、現像液の供給量と現像時間、即ち現像条件と、レジストパターンの線幅との相関関係が記憶されている。この現像条件とレジストパターンの線幅との相関関係は、例えば図7に示すレジスト膜の膜厚の変化量を、例えば0.5nmごとに変化させ、各膜厚の変化量ごとに現像条件を変化させた場合のレジストパターンの線幅を測定して得たものである。
【0064】
そして、条件設定部301では、検査装置63で測定されたレジスト膜の膜厚の情報、即ちプリベーク後であって露光処理前のレジスト膜の膜厚と、ポストエクスポージャーベーキング後のレジスト膜の膜厚とのデータに基づいて、ウェハW面内のレジストパターンの線幅を所望の値とするための現像条件を算出する。
【0065】
供給制御部302には、検査装置63で測定されたレジスト膜の膜厚の情報が入力され、ウェハW面内における膜厚の分布が位置情報として把握される。そして、供給制御部302では、この位置情報と条件設定部301で算出された現像条件に基づいて、ウェハW面内において均一なレジストパターンの線幅が得られるように、所定の領域ごと、本実施の形態においては例えばパターンのショットSごとに、現像液ノズル142からのレジスト液の供給量及び供給時間が制御される。
【0066】
また、制御装置300には上述の条件設定部301、供給制御部302に加えてプログラム格納(図示せず)が設けられており、カセットステーション2、処理ステーション3、露光装置4、インターフェイスステーション5間のウェハWの搬送や、処理ステーション3における駆動系の動作などを制御して、塗布現像処理システム1におけるウェハ処理を実行するプログラムが格納されている。なお、このプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Hに記録されていたものであって、その記憶媒体Hから制御装置300にインストールされたものであってもよい。
【0067】
次に、以上のように構成された塗布現像処理システム1を用いて行われるウェハWの処理方法について説明する。
【0068】
先ず、複数枚のウェハWを収容したカセットCが、カセットステーション2の所定のカセット載置板11に載置される。その後、ウェハ搬送装置21によりカセットC内の各ウェハWが順次取り出され、処理ステーション3の第3のブロックG3の例えば受け渡し装置53に搬送される。
【0069】
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、温度調節される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第1のブロックG1の下部反射防止膜形成装置31に搬送され、ウェハW上に下部反射防止膜が形成される。その後ウェハWは、第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、加熱され、温度調節され、その後第3のブロックG3の受け渡し装置53に戻される。
【0070】
次にウェハWは、ウェハ搬送装置90によって同じ第3のブロックG3の受け渡し装置54に搬送される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第2のブロックG2のアドヒージョン装置41に搬送され、アドヒージョン処理される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって熱処理装置40に搬送され、温度調節される。
【0071】
その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第1のブロックG1のレジスト塗布装置32に搬送され、回転中のウェハW上にレジスト液を塗布し、ウェハW上にレジスト膜が形成される。なお、レジスト液には、例えば化学増幅型のレジスト液が用いられる。
【0072】
その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送されて、プリベーク処理される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって検査装置63に搬送され、検査装置63でウェハWの表面全面についてレジスト膜の膜厚が測定され、当該測定結果が制御装置300に入力される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第3のブロックG3の受け渡し装置55に搬送される。
【0073】
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第1のブロックG1の上部反射防止膜形成装置33に搬送され、ウェハW上に上部反射防止膜が形成される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送されて、加熱され、温度調節される。
【0074】
次にウェハWは、ウェハ搬送装置70によって周辺露光装置42に搬送され、周辺露光処理される。その後ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第3のブロックG3の受け渡し装置56に搬送される。
【0075】
次にウェハWは、ウェハ搬送装置90によって受け渡し装置52に搬送され、シャトル搬送装置80によって第4のブロックG4の受け渡し装置62に搬送される。
【0076】
その後ウェハWは、インターフェイスステーション5のウェハ搬送装置100によって露光装置4に搬送され、露光処理される。
【0077】
露光処理されたウェハWは、ウェハ搬送装置100によって露光装置4から第4のブロックG4の受け渡し装置60に搬送される。その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第2のブロックG2の熱処理装置40に搬送され、ポストエクスポージャーベーキングが行われる。ポストエクスポージャーベーキングが終了したウェハWは、ウェハ搬送装置70によって検査装置63に搬送される。検査装置63では、ウェハWの面内のレジスト膜の厚みが測定され、この測定結果は制御装置300に入力される。
【0078】
その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第1のブロックG1の現像処理装置30に搬送され、現像処理される。なお、この現像処理装置におけるウェハWの現像処理については、後述において詳しく説明する。
【0079】
その後、ウェハWは、ウェハ搬送装置70によって第3のブロックG3の受け渡し装置50に搬送され、その後カセットステーション2のウェハ搬送装置21によって所定のカセット載置板11のカセットCに搬送される。こうして、一連のフォトリソグラフィー工程が終了する。
【0080】
次に、上述した現像処理装置30においてウェハW上のレジスト膜を現像する一連の現像処理について説明する。
【0081】
先ず、現像処理に先立って、現像液供給源190に設けられた超音波ユニット192を動作させ、現像液供給源190に粒径が0.5μm〜20μmの霧状の現像液を発生させる。
【0082】
ついて、現像処理装置30にウェハWが搬入され、スピンチャック130に吸着保持される。次いで、アーム141により待機部144の現像液ノズル142が、ウェハWの上方まで移動する。
【0083】
その後、現像液ノズル142はウェハW上のパターンにおける1のショットの中心上方に移動し、ウェハWと現像液ノズル142との間の距離が所定の値、本実施の形態においては、例えば0.1mm〜40mmとなるように調整される。
【0084】
次いで、現像液ノズル142のウェハWにおける位置情報と、現像液ノズル142の直下に位置するショットSに対応するレジスト膜の膜厚情報とに基づいて、供給制御部302により、このショットSに対応する現像条件で現像液ノズル142から霧状の現像液がウェハWに対して供給される。なお、ウェハWに現像液を供給するにあたり、当該ウェハWの温度は例えば23℃に予め温度調整されている。これにより、たとえば図8に示すように、霧状で供給された現像液Mが、ウェハWで結露してウェハW上に薄い現像液の液膜Rが形成され、当該ショットSの現像処理が行われる。る。この際、現像液Mが霧状で供給されることにより、現像液Mの液膜RがウェハW上で移動することがないので、このショットS以外の領域には現像液は拡散しない。そして、ウェハW面内の全面に対してこの現像処理が行われる。
【0085】
その後、ウェハWの全面について現像処理が完了したウェハWは、ウェハ搬送装置70によって現像処理装置30から搬送される。そして、現像処理装置30に新たにウェハWが搬入され、一連の現像処理が繰り返し行われる。
【0086】
以上の実施の形態によれば、ポストエクスポージャーベーキング前後におけるウェハW面内のレジスト膜の膜厚の変化量を測定し、この変化量に基づいてウェハ上のパターンのショットSごとに現像条件の設定が行われる。そして、この現像条件に基づいて、ショットSごとに霧状の現像液Mを供給する量及び時間を調整するので、各ショットSごとにレジストパターンの線幅を調整することができる。これにより、ウェハWの面内において均一なレジストパターンの線幅を得ることができる。
【0087】
また、霧状のレ現像液Mを用いることで、従来のようにウェハWの表面上に液膜を形成して現像処理を行う場合と比較して、格段に現像液の使用量を低減することができる。したがって、現像処理の費用を従来よりも大幅に低減することができる。
【0088】
さらには、現像液ノズル142の供給口142aの外側に排気口142bが設けられているので、現像液ノズル142の外部に霧状の現像液Mが飛散することがない。このため、現像液Mを供給する領域を厳密に制御することができる。また、検査装置63で現像処理を行う直前のウェハWの状態を検査し、当該検査結果を現像条件に反映するので、適切な現像条件を設定することができる。
【0089】
なお、以上の実施の形態では、例えばウェハWのパターンの個別のショットに対応した大きさの現像液ノズル142を用いていたが、現像液ノズル142に代えて、例えば図9に示すような細長形状の現像液ノズル310を用いてもよい。現像液ノズル310は、全体として細長の形状をし,その長さが,少なくともウェハWの直径よりも大きい本体部310aと、本体部310aの下端に、当該本体部310aの長さ方向にわたってウェハWのパターンのショットに対応するピッチで形成された供給口310bを備えている。現像液ノズル310の本体部310aの内部には、例えば図10に示すように、各供給口310bに個別に連通する複数の流路310cが形成されている。各流路310cには、現像液供給源190に接続された複数の供給管311が連通して設けられ、各供給管311には、現像液の流れを制御するバルブ312がそれぞれ個別に設けられている。これにより、各供給口310bからの霧状の現像液Mの供給量及び時間を個別に調整できる。
【0090】
かかる現像液ノズル310を用いることで、ウェハWのパターンの複数のショットに対して並行して現像処理を行うことができるので、現像処理のスループットを向上させることができる。なお、現像液ノズル310においても、各供給口310bの外周に、それぞれ排気口を設けてもよい。
【0091】
また、現像液ノズルとして、例えば図11に示すように、円盤状の現像液ノズル320を用いてもよい。現像液ノズル320は、平面視においてウェハWの全面を覆う大きさに形成された本体部320aと、本体部320aの下端であって、ウェハWのパターンのショットSに対応する位置に形成された供給口320bを備えている。
【0092】
現像液ノズル320の本体部320aの内部には、上述の現像液ノズル310と同様に、各供給口320bに個別に連通する複数の流路320cが形成される。流路320cには、現像液ノズル310と同様に、供給管311が個別に設けられる。かかる現像液ノズル320を用いることで、ウェハW上の全てのショットに対して並行して現像処理を行うことができるので、現像処理のスループットをさらに向上させることができる。なお、現像液ノズル320においても、各供給口320bの外周に、それぞれ排気口を設けてもよい。
【0093】
なお、以上の実施の形態では、現像条件を決定するにあたり、図7に示す相関関係を用いたが、例えば検査装置63において、現像処理後の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、制御装置300で次のウェハWの現像処理の現像条件にフィードバックするようにしてもよい。
【0094】
また、検査装置63における検査対象は、実際の製品となるウェハWではなく、検査用のダミーウェハであってもよい。
【0095】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のFPD(フラットパネルディスプレイ)、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0096】
本発明は、レジスト膜が形成された基板の現像処理を行う際に有用である。
【符号の説明】
【0097】
1 基板処理システム
2 カセットステーション
3 処理ステーション
4 露光装置
5 インターフェイスステーション
10 カセット搬入部
11 ウェハ搬送部
12 カセット載置台
13 載置板
20 搬送路
21 ウェハ搬送装置
30 現像処理ユニット
31 下部反射防止膜形成ユニット
32 レジスト塗布ユニット
33 上部反射防止膜形成ユニット
40 熱処理ユニット
41 アドヒージョンユニット
42 周辺露光ユニット
63 検査ユニット
70 ウェハ搬送装置
80 シャトル搬送装置
90 ウェハ搬送装置
100 ウェハ搬送装置
120 処理容器
130 スピンチャック
132 カップ
140 レール
141 アーム
142 現像液ノズル
150 他のアーム
151 純水ノズル
190 現像液供給源
192 超音波ユニット
200 純水供給源
300 制御装置
301 条件設定部
302 供給制御部
W ウェハ
D 現像液
L リンス液

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光し且つ露光後に加熱処理した基板上のレジスト膜を現像処理する方法であって、
前記加熱処理後の基板の処理状態を測定し、
前記測定された基板の処理状態に基づいて、基板上の所定の領域ごとに現像条件を設定し、
前記現像条件に基づいて、前記基板上の所定の領域ごとに霧状の現像液を供給する量及び現像時間を調整して、現像処理後のレジストパターンの線幅を調整することを特徴とする、現像処理方法。
【請求項2】
前記基板の処理状態は、前記露光後に行われる加熱処理後のレジスト膜の膜厚であることを特徴とする、請求項1に記載の現像処理方法。
【請求項3】
前記基板の処理状態は、現像処理後のレジストパターンの線幅であることを特徴とする、請求項1に記載の現像処理方法。
【請求項4】
前記霧状の現像液は、液状の現像液に超音波を印加して生成されたものであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の現像処理方法。
【請求項5】
前記所定の領域は、基板上のパターンのショットであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の現像処理方法。
【請求項6】
前記基板への霧状の現像液の供給は、平面視における断面形状が基板上のパターンのショットより小さな現像液供給口が形成された現像液ノズルにより行われることを特徴とする、請求項5に記載の現像処理方法。
【請求項7】
前記基板への霧状の現像液の供給は、基板の直径以上の長さを有する本体部と、当該本体部の長さ方向にわたって基板上のパターンのショットに対応して形成された現像液供給口とを備えた現像液ノズルにより行われることを特徴とする、請求項5に記載の現像処理方法。
【請求項8】
前記基板への霧状の現像液の供給は、平面視において基板の全面を覆う本体部と、当該本体部における基板と対向する面に基板上のパターンのショットに対応して形成された現像液供給口とを備えた現像液ノズルにより行われることを特徴とする、請求項5に記載の現像処理方法。
【請求項9】
前記現像液供給口の外周部には、当該現像液供給口に同心円状の排気口が形成されていることを特徴とする、請求項6〜8のいずれかに記載の現像処理方法。
【請求項10】
基板上に現像液を供給して、所定のパターンを露光し且つ露光後に加熱処理した基板上のレジスト膜を現像処理する現像処理装置であって、
前記加熱処理後の基板の処理状態を測定する測定部と、
前記測定された基板の処理状態に基づいて、所定の領域ごとに現像条件を設定する条件設定部と、
前記現像条件に基づいて、前記基板上の領域ごとに、霧状の現像液を供給する現像液ノズルと、
前記現像液を供給する量及び現像時間を調整して、現像処理後のレジストパターンの線幅を調整する供給制御部と、を有することを特徴とする、現像処理装置。
【請求項11】
前記基板の処理状態は、前記露光後に行われる加熱処理後のレジスト膜の膜厚であることを特徴とする、請求項9に記載の現像処理装置。
【請求項12】
前記基板の処理状態は、現像処理後のレジストパターンの線幅であることを特徴とする、請求項9に記載の現像処理装置。
【請求項13】
液状の現像液に超音波を印加して霧状の現像液を生成する現像液霧化手段を有することを特徴とする、請求項10〜12のいずれかに記載の現像処理装置。
【請求項14】
前記所定の領域は、基板上のパターンのショットであることを特徴とする、請求項13に記載の現像処理装置。
【請求項15】
前記現像液ノズルは、平面視における断面形状が基板上のパターンのショットより小さな現像液供給口を備えていることを特徴とする、請求項14に記載の現像処理装置。
【請求項16】
前記現像液ノズルは、基板の直径以上の長さを有する本体部と、当該本体部の長さ方向にわたって基板上のパターンのショットに対応して形成された現像液供給口を備えていることを特徴とする、請求項14に記載の現像処理装置。
【請求項17】
前記現像液ノズルは、平面視において基板の全面を覆う本体部と、当該本体部における基板と対向する面に基板上のパターンのショットに対応して形成された現像液供給口を備えていることを特徴とする、請求項14に記載の現像処理装置。
【請求項18】
前記現像液供給口の外周部には、当該現像液供給口に同心円状の排気口が形成されていることを特徴とする、請求項15〜17のいずれかに記載の現像処理装置。
【請求項19】
請求項1〜9のいずかに記載の現像処理方法を現像処理装置によって実行させるために、当該現像処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項20】
請求項19に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2013−26338(P2013−26338A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−158122(P2011−158122)
【出願日】平成23年7月19日(2011.7.19)
【出願人】(000219967)東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Fターム(参考)】