JP2003273009A - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents
基板処理方法及び基板処理装置Info
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- JP2003273009A JP2003273009A JP2002370903A JP2002370903A JP2003273009A JP 2003273009 A JP2003273009 A JP 2003273009A JP 2002370903 A JP2002370903 A JP 2002370903A JP 2002370903 A JP2002370903 A JP 2002370903A JP 2003273009 A JP2003273009 A JP 2003273009A
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- substrate processing
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板周囲の環境を全体的に分析し、より精密
な線幅制御及びレジスト膜厚制御を行うことができる基
板処理方法及び基板処理装置を提供すること。 【解決手段】 レジストパターンを形成する際に影響を
及ぼす基板周囲の環境条件として例えば、装置内の温度
や気圧、湿度あるいは装置内の搬送時間等のパラメータ
を抽出し、これら抽出された複数のパラメータのうち、
所望のレジストパターンを形成するときの正常データ値
のみを収集する(ステップ11)。これら正常データ値
に対して主成分分析技術を用いて少なくとも2つの主成
分を求める(ステップ12)ことにより正常領域を作成
する(ステップ13)。この作成された正常領域を、実
際に製品として基板上にレジストパターンを形成する際
の指標として用いることにより、レジストパターンが正
常であるか否かを容易に判断することができる。
な線幅制御及びレジスト膜厚制御を行うことができる基
板処理方法及び基板処理装置を提供すること。 【解決手段】 レジストパターンを形成する際に影響を
及ぼす基板周囲の環境条件として例えば、装置内の温度
や気圧、湿度あるいは装置内の搬送時間等のパラメータ
を抽出し、これら抽出された複数のパラメータのうち、
所望のレジストパターンを形成するときの正常データ値
のみを収集する(ステップ11)。これら正常データ値
に対して主成分分析技術を用いて少なくとも2つの主成
分を求める(ステップ12)ことにより正常領域を作成
する(ステップ13)。この作成された正常領域を、実
際に製品として基板上にレジストパターンを形成する際
の指標として用いることにより、レジストパターンが正
常であるか否かを容易に判断することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造において、特にフォトリソグラフィ工程において半
導体基板上に所望のレジストパターンを形成する基板処
理方法及び基板処理装置に関する。
製造において、特にフォトリソグラフィ工程において半
導体基板上に所望のレジストパターンを形成する基板処
理方法及び基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造におけるフォトリ
ソグラフィ工程においては、半導体ウェハ(以下、「ウ
ェハ」という。)の表面にレジスト膜を形成した後、こ
れを所定のパターンに露光し、さらに現像処理すること
により所望のレジストパターンを形成している。
ソグラフィ工程においては、半導体ウェハ(以下、「ウ
ェハ」という。)の表面にレジスト膜を形成した後、こ
れを所定のパターンに露光し、さらに現像処理すること
により所望のレジストパターンを形成している。
【0003】このようなフォトリソグラフィ工程は、従
来から、ウェハを回転させて遠心力によりレジスト液の
塗布を行うレジスト塗布処理ユニットや、ウェハに現像
液を供給して現像処理する現像処理ユニット等を有する
塗布現像処理装置と、この装置に連続して一体に設けら
れた露光装置とにより行われている。また、このような
塗布現像処理装置は、例えばレジスト膜を形成した後、
あるいは現像処理の前後に、ウェハに対し加熱処理や冷
却処理等の熱的処理を行う加熱処理ユニットや冷却処理
ユニットを有しており、更に、これら各処理ユニット間
でウェハの搬送を行う搬送ロボット等を有している。
来から、ウェハを回転させて遠心力によりレジスト液の
塗布を行うレジスト塗布処理ユニットや、ウェハに現像
液を供給して現像処理する現像処理ユニット等を有する
塗布現像処理装置と、この装置に連続して一体に設けら
れた露光装置とにより行われている。また、このような
塗布現像処理装置は、例えばレジスト膜を形成した後、
あるいは現像処理の前後に、ウェハに対し加熱処理や冷
却処理等の熱的処理を行う加熱処理ユニットや冷却処理
ユニットを有しており、更に、これら各処理ユニット間
でウェハの搬送を行う搬送ロボット等を有している。
【0004】ところで、近年、レジストパターンの微細
化はよりいっそう進行しており、例えばレジストパター
ンの線幅についてはより精密な管理を行うことが要求さ
れている。また、レジスト膜厚はレジストパターンの形
状に大きな影響を与えるため、このレジスト膜厚の管理
も精密に行うことが要求されている。従って、上記塗布
現像処理装置においては、例えば線幅や膜厚の変動に影
響を及ぼすおそれがある上記加熱処理ユニットにおける
温度、現像処理における現像時間等を、各ユニットごと
に厳しく管理している(例えば、特許文献1参照。)。
化はよりいっそう進行しており、例えばレジストパター
ンの線幅についてはより精密な管理を行うことが要求さ
れている。また、レジスト膜厚はレジストパターンの形
状に大きな影響を与えるため、このレジスト膜厚の管理
も精密に行うことが要求されている。従って、上記塗布
現像処理装置においては、例えば線幅や膜厚の変動に影
響を及ぼすおそれがある上記加熱処理ユニットにおける
温度、現像処理における現像時間等を、各ユニットごと
に厳しく管理している(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
【特許文献1】特開平10−275755号公報(段落
[0081]等)。
[0081]等)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな各ユニットの厳しい管理の下であっても、当該各ユ
ニットごとの処理条件に相関がある場合には、上記各ユ
ニットごとのそれぞれ独立した管理は有効でない。
うな各ユニットの厳しい管理の下であっても、当該各ユ
ニットごとの処理条件に相関がある場合には、上記各ユ
ニットごとのそれぞれ独立した管理は有効でない。
【0007】また、レジストパターンの線幅やレジスト
膜厚は、塗布現像処理装置内においてウェハ周囲の環
境、例えば、各処理ユニットに搬入されるまでの搬送時
間、装置内の温度若しくは湿度、あるいは装置内の気流
の流れ等によっても影響を受けるため、これらの環境を
考慮してないこれまでの管理では、より精密な線幅等の
制御を行うことはできない。
膜厚は、塗布現像処理装置内においてウェハ周囲の環
境、例えば、各処理ユニットに搬入されるまでの搬送時
間、装置内の温度若しくは湿度、あるいは装置内の気流
の流れ等によっても影響を受けるため、これらの環境を
考慮してないこれまでの管理では、より精密な線幅等の
制御を行うことはできない。
【0008】以上のような事情に鑑み、本発明の目的
は、これら基板周囲の環境を全体的に分析し、より精密
な線幅制御及びレジスト膜厚制御を行うことができる基
板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。
は、これら基板周囲の環境を全体的に分析し、より精密
な線幅制御及びレジスト膜厚制御を行うことができる基
板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る基板処理方法は、基板上にレジスト膜
を形成して露光処理及び現像処理を行うことにより、所
望のレジストパターンを形成する基板処理方法におい
て、前記レジストパターンを形成する際に関与する複数
のパラメータを抽出し、これらパラメータのうち、前記
所望のレジストパターンの形成に寄与する正常データ値
を収集する工程と、前記正常データ値に基づき少なくと
も2つの主成分を求め、所望のレジストパターンを形成
する際の指標となる正常領域を作成する工程とを具備す
る。
め、本発明に係る基板処理方法は、基板上にレジスト膜
を形成して露光処理及び現像処理を行うことにより、所
望のレジストパターンを形成する基板処理方法におい
て、前記レジストパターンを形成する際に関与する複数
のパラメータを抽出し、これらパラメータのうち、前記
所望のレジストパターンの形成に寄与する正常データ値
を収集する工程と、前記正常データ値に基づき少なくと
も2つの主成分を求め、所望のレジストパターンを形成
する際の指標となる正常領域を作成する工程とを具備す
る。
【0010】本発明は、先ずレジストパターンを形成す
る際に影響を及ぼす基板周囲の環境条件として例えば、
装置内の温度や気圧、湿度あるいは装置内の搬送時間等
のパラメータを抽出し、これら抽出された複数のパラメ
ータのうち、所望のレジストパターンを形成するときの
正常データ値のみを収集する。そしてこれら正常データ
値に対して主成分分析技術を用いて少なくとも2つの主
成分(直行する2つの直線で表すことができる)を求め
ることにより正常領域を作成する。この作成された正常
領域を、実際に製品として基板上にレジストパターンを
形成する際の指標として用いることにより、レジストパ
ターンが正常であるか否かを容易に判断することができ
る。ここで、前記複数のパラメータは、レジストの膜
厚、又はレジストパターンの線幅に関するものであり、
これらの変動要因パラメータである。
る際に影響を及ぼす基板周囲の環境条件として例えば、
装置内の温度や気圧、湿度あるいは装置内の搬送時間等
のパラメータを抽出し、これら抽出された複数のパラメ
ータのうち、所望のレジストパターンを形成するときの
正常データ値のみを収集する。そしてこれら正常データ
値に対して主成分分析技術を用いて少なくとも2つの主
成分(直行する2つの直線で表すことができる)を求め
ることにより正常領域を作成する。この作成された正常
領域を、実際に製品として基板上にレジストパターンを
形成する際の指標として用いることにより、レジストパ
ターンが正常であるか否かを容易に判断することができ
る。ここで、前記複数のパラメータは、レジストの膜
厚、又はレジストパターンの線幅に関するものであり、
これらの変動要因パラメータである。
【0011】また、これまで各ユニットごとに独立的に
制御していた処理条件に何らかの相関がある場合であっ
ても、本発明のように、所望のレジストパターンの形成
の際に影響を与える様々なパラメータを総合的に圧縮し
て管理することにより、より高精度な管理の下でレジス
トパターンを形成することができ、精密な形状を有する
所望のレジストパターンの形成を行うことができる。
制御していた処理条件に何らかの相関がある場合であっ
ても、本発明のように、所望のレジストパターンの形成
の際に影響を与える様々なパラメータを総合的に圧縮し
て管理することにより、より高精度な管理の下でレジス
トパターンを形成することができ、精密な形状を有する
所望のレジストパターンの形成を行うことができる。
【0012】本発明の一の形態によれば、少なくとも前
記レジスト膜の形成及び現像処理を1つの装置内で行
い、前記露光処理終了後現像処理前に、基板に対し第1
の熱的処理を行う工程と、前記レジスト膜の形成後露光
処理前に、基板に対し第2の熱的処理を行う工程とを更
に具備し、前記線幅の変動要因パラメータは、少なくと
も、前記露光処理終了後から前記第1の熱的処理が開始
されるまでの時間と、前記第2の熱的処理後の基板の待
機時間と、前記装置内の温度と、装置内の気圧とを含
む。これらのパラメータは、レジストパターンの線幅及
びレジスト膜厚のうち、特に線幅の変動に影響を及ぼす
と考えられるため、容易かつ高精度に線幅の管理を行う
ことができる。
記レジスト膜の形成及び現像処理を1つの装置内で行
い、前記露光処理終了後現像処理前に、基板に対し第1
の熱的処理を行う工程と、前記レジスト膜の形成後露光
処理前に、基板に対し第2の熱的処理を行う工程とを更
に具備し、前記線幅の変動要因パラメータは、少なくと
も、前記露光処理終了後から前記第1の熱的処理が開始
されるまでの時間と、前記第2の熱的処理後の基板の待
機時間と、前記装置内の温度と、装置内の気圧とを含
む。これらのパラメータは、レジストパターンの線幅及
びレジスト膜厚のうち、特に線幅の変動に影響を及ぼす
と考えられるため、容易かつ高精度に線幅の管理を行う
ことができる。
【0013】また、前記複数のパラメータは、前記線幅
の変動要因パラメータは、前記現像の時間、又は、第1
の熱的処理の温度を更に含む。この現像時間、第1の熱
的処理の温度は、ともに線幅の制御に大きな影響を及ぼ
すパラメータであるので、これらのデータを採り入れる
ことにより、容易かつ高精度に線幅の管理を行うことが
できる。
の変動要因パラメータは、前記現像の時間、又は、第1
の熱的処理の温度を更に含む。この現像時間、第1の熱
的処理の温度は、ともに線幅の制御に大きな影響を及ぼ
すパラメータであるので、これらのデータを採り入れる
ことにより、容易かつ高精度に線幅の管理を行うことが
できる。
【0014】本発明の一の形態によれば、前記レジスト
膜の形成は、基板を容器内で回転させることによりレジ
スト膜を形成するものであって、前記膜厚の変動要因パ
ラメータは、少なくとも、レジスト膜形成時における気
圧と、前記容器の温度と、湿度とを含む。これらのパラ
メータは、レジストパターンの線幅及びレジスト膜厚の
うち、特にレジスト膜厚の変動に影響を及ぼすと考えら
れるため、容易かつ高精度にレジスト膜厚の管理を行う
ことができる。
膜の形成は、基板を容器内で回転させることによりレジ
スト膜を形成するものであって、前記膜厚の変動要因パ
ラメータは、少なくとも、レジスト膜形成時における気
圧と、前記容器の温度と、湿度とを含む。これらのパラ
メータは、レジストパターンの線幅及びレジスト膜厚の
うち、特にレジスト膜厚の変動に影響を及ぼすと考えら
れるため、容易かつ高精度にレジスト膜厚の管理を行う
ことができる。
【0015】本発明の一の形態によれば、前記膜厚の変
動要因パラメータは、前記基板の回転数、又は、第2の
熱的処理の温度を更に含む。この基板の回転数、第2の
熱的処理の温度は、ともに膜厚の制御に大きな影響を及
ぼすパラメータであるので、これらのデータを取り入れ
ることにより、容易かつ高精度に膜厚の管理を行うこと
ができる。
動要因パラメータは、前記基板の回転数、又は、第2の
熱的処理の温度を更に含む。この基板の回転数、第2の
熱的処理の温度は、ともに膜厚の制御に大きな影響を及
ぼすパラメータであるので、これらのデータを取り入れ
ることにより、容易かつ高精度に膜厚の管理を行うこと
ができる。
【0016】本発明の一の形態によれば、前記正常領域
内にないデータの個数が所定数より多いとき、レジスト
パターンの形成状況が異常であるものとみなす工程を更
に具備する。このようにレジストパターンの形成状況が
異常であるものとみなされた場合、例えば、警告ブザー
や警告灯、あるいは操作ディスプレイ上の警告表示等を
用いて警告することができ、またこのように警告する場
合には、処理を停止する等して不良基板を削減すること
ができる。
内にないデータの個数が所定数より多いとき、レジスト
パターンの形成状況が異常であるものとみなす工程を更
に具備する。このようにレジストパターンの形成状況が
異常であるものとみなされた場合、例えば、警告ブザー
や警告灯、あるいは操作ディスプレイ上の警告表示等を
用いて警告することができ、またこのように警告する場
合には、処理を停止する等して不良基板を削減すること
ができる。
【0017】本発明の一の形態によれば、前記正常領域
内にないデータの、当該正常領域に対する相対位置関係
を求める工程と、前記相対位置関係に基づき前記異常の
原因を追求する工程とを更に具備する。このように、正
常領域内にないデータと正常領域との相対位置関係を求
めることにより、基板不良の原因となるパラメータや依
存度等を容易に把握することができ、問題に対する迅速
な対処が可能となる。
内にないデータの、当該正常領域に対する相対位置関係
を求める工程と、前記相対位置関係に基づき前記異常の
原因を追求する工程とを更に具備する。このように、正
常領域内にないデータと正常領域との相対位置関係を求
めることにより、基板不良の原因となるパラメータや依
存度等を容易に把握することができ、問題に対する迅速
な対処が可能となる。
【0018】本発明の一の形態によれば、前記線幅の変
動要因パラメータは、前記露光処理時における露光量を
含む。露光量は線幅の制御に大きな影響を及ぼすパラメ
ータであるので、このデータを採り入れることにより、
容易かつ高精度に線幅の管理を行うことができる。
動要因パラメータは、前記露光処理時における露光量を
含む。露光量は線幅の制御に大きな影響を及ぼすパラメ
ータであるので、このデータを採り入れることにより、
容易かつ高精度に線幅の管理を行うことができる。
【0019】本発明の基板処理方法は、(a)基板上に
所望のレジストパターンを形成する際に関与する複数の
パラメータに基づき多変量解析を行う工程と、(b)前
記多変量解析による解析データに基づき、実際に基板上
に形成されたレジストパターンが正常であるか否かの判
断を行う工程とを具備する。
所望のレジストパターンを形成する際に関与する複数の
パラメータに基づき多変量解析を行う工程と、(b)前
記多変量解析による解析データに基づき、実際に基板上
に形成されたレジストパターンが正常であるか否かの判
断を行う工程とを具備する。
【0020】本発明では、レジストパターンを形成する
際に影響を及ぼす基板周囲の環境条件として例えば、装
置内の温度や気圧、湿度あるいは装置内の搬送時間等の
パラメータに基づき多変量解析を行う。従来において各
ユニットごとに独立的に制御していた処理条件に何らか
の相関がある場合があったが、本発明では所望のレジス
トパターンの形成の際に影響を与える様々なパラメータ
を総合的に圧縮して管理することにより、高精度な管理
の下でレジストパターンを形成することができ、精密な
形状を有する所望のレジストパターンの形成を行うこと
ができる。
際に影響を及ぼす基板周囲の環境条件として例えば、装
置内の温度や気圧、湿度あるいは装置内の搬送時間等の
パラメータに基づき多変量解析を行う。従来において各
ユニットごとに独立的に制御していた処理条件に何らか
の相関がある場合があったが、本発明では所望のレジス
トパターンの形成の際に影響を与える様々なパラメータ
を総合的に圧縮して管理することにより、高精度な管理
の下でレジストパターンを形成することができ、精密な
形状を有する所望のレジストパターンの形成を行うこと
ができる。
【0021】本発明において、前記複数のパラメータ
は、基板上に形成されたレジスト膜の膜厚、又はレジス
トパターンの線幅の変動要因パラメータである。
は、基板上に形成されたレジスト膜の膜厚、又はレジス
トパターンの線幅の変動要因パラメータである。
【0022】本発明において、前記工程(a)は、
(c)主成分分析を行う工程を具備する。例えば、前記
複数のパラメータのうち所望のレジストパターンの形成
に寄与する正常データ値を収集する工程を更に具備し、
前記工程(c)は、前記正常データ値に基づき少なくと
も2つの主成分を求め、所望のレジストパターンを形成
する際の指標となる正常領域を作成する工程を具備する
とともに、前記工程(b)は、前記正常領域に基づき基
板上に形成されたレジストパターンが正常であるか否か
の判断を行う工程と具備する。本発明では、作成された
正常領域を、例えば実際に製品として基板上にレジスト
パターンを形成する際の指標として用いることで、レジ
ストパターンが正常であるか否かを容易に判断すること
ができる。ここでいうレジストパターンとは現像処理後
に最終的に形成されるレジストのパターンであり、レジ
スト膜厚を所望の値に形成することも所望のレジストパ
ターンを形成することに含まれるものとする。
(c)主成分分析を行う工程を具備する。例えば、前記
複数のパラメータのうち所望のレジストパターンの形成
に寄与する正常データ値を収集する工程を更に具備し、
前記工程(c)は、前記正常データ値に基づき少なくと
も2つの主成分を求め、所望のレジストパターンを形成
する際の指標となる正常領域を作成する工程を具備する
とともに、前記工程(b)は、前記正常領域に基づき基
板上に形成されたレジストパターンが正常であるか否か
の判断を行う工程と具備する。本発明では、作成された
正常領域を、例えば実際に製品として基板上にレジスト
パターンを形成する際の指標として用いることで、レジ
ストパターンが正常であるか否かを容易に判断すること
ができる。ここでいうレジストパターンとは現像処理後
に最終的に形成されるレジストのパターンであり、レジ
スト膜厚を所望の値に形成することも所望のレジストパ
ターンを形成することに含まれるものとする。
【0023】本発明の一の形態によれば、(d)判別分
析を行う工程を具備する。例えば、前記複数のパラメー
タのうち所望のレジストパターンの形成に寄与する正常
データ値を収集する工程を更に具備し、前記工程(d)
は、前記正常データ値に基づきマハラノビスの基準空間
を作成する工程を具備するとともに、前記工程(b)
は、前記マハラノビスの基準空間に基づき基板上に形成
されたレジストパターンが正常であるか否かの判断を行
う工程と具備する。本発明では、算出されたマハラノビ
スの基準空間を、例えば実際に製品として基板上にレジ
ストパターンを形成する際の指標として用いることで、
レジストパターンが正常であるか否かを容易に判断する
ことができる。
析を行う工程を具備する。例えば、前記複数のパラメー
タのうち所望のレジストパターンの形成に寄与する正常
データ値を収集する工程を更に具備し、前記工程(d)
は、前記正常データ値に基づきマハラノビスの基準空間
を作成する工程を具備するとともに、前記工程(b)
は、前記マハラノビスの基準空間に基づき基板上に形成
されたレジストパターンが正常であるか否かの判断を行
う工程と具備する。本発明では、算出されたマハラノビ
スの基準空間を、例えば実際に製品として基板上にレジ
ストパターンを形成する際の指標として用いることで、
レジストパターンが正常であるか否かを容易に判断する
ことができる。
【0024】本発明の基板処理方法は、(a)基板上に
所望のレジスト膜を形成する際に関与する複数のパラメ
ータに基づき多変量解析を行う工程と、(b)前記多変
量解析による解析データに基づき、実際に基板上に形成
されたレジストの膜厚が正常であるか否かの判断を行う
工程とを具備する。
所望のレジスト膜を形成する際に関与する複数のパラメ
ータに基づき多変量解析を行う工程と、(b)前記多変
量解析による解析データに基づき、実際に基板上に形成
されたレジストの膜厚が正常であるか否かの判断を行う
工程とを具備する。
【0025】本発明では、各ユニットごとに独立的に制
御していた処理条件に何らかの相関がある場合があって
も、所望のレジスト膜の形成の際に影響を与える様々な
パラメータを総合的に圧縮して管理することにより、高
精度な管理の下でレジスト膜を形成することができ、精
密な形状を有する所望のレジスト膜の形成を行うことが
できる。
御していた処理条件に何らかの相関がある場合があって
も、所望のレジスト膜の形成の際に影響を与える様々な
パラメータを総合的に圧縮して管理することにより、高
精度な管理の下でレジスト膜を形成することができ、精
密な形状を有する所望のレジスト膜の形成を行うことが
できる。
【0026】本発明に係る基板処理装置は、基板上にレ
ジスト膜を形成して該基板を露光装置に受け渡し、該露
光装置から受け取った基板に現像処理を行うことによ
り、所望のレジストパターンを形成する基板処理装置に
おいて、前記レジストパターンを形成する際に関与する
複数のパラメータを抽出し、これらパラメータのうち、
前記所望のレジストパターンの形成に寄与する正常デー
タ値を収集する手段と、前記正常データ値に基づき少な
くとも2つの主成分を求め、所望のレジストパターンを
形成する際の指標となる正常領域を作成する手段とを具
備する。
ジスト膜を形成して該基板を露光装置に受け渡し、該露
光装置から受け取った基板に現像処理を行うことによ
り、所望のレジストパターンを形成する基板処理装置に
おいて、前記レジストパターンを形成する際に関与する
複数のパラメータを抽出し、これらパラメータのうち、
前記所望のレジストパターンの形成に寄与する正常デー
タ値を収集する手段と、前記正常データ値に基づき少な
くとも2つの主成分を求め、所望のレジストパターンを
形成する際の指標となる正常領域を作成する手段とを具
備する。
【0027】本発明の基板処理装置は、基板上に所望の
レジストパターンを形成する際に関与する複数のパラメ
ータに基づき多変量解析を行う多変量解析手段と、前記
多変量解析による解析データに基づき、実際に基板上に
形成されたレジストパターンが正常であるか否かの判断
を行う判断手段とを具備する。
レジストパターンを形成する際に関与する複数のパラメ
ータに基づき多変量解析を行う多変量解析手段と、前記
多変量解析による解析データに基づき、実際に基板上に
形成されたレジストパターンが正常であるか否かの判断
を行う判断手段とを具備する。
【0028】本発明の基板処理装置は、基板上に所望の
レジスト膜を形成する際に関与する複数のパラメータに
基づき多変量解析を行う多変量解析手段と、前記多変量
解析による解析データに基づき、実際に基板上に形成さ
れたレジストの膜厚が正常であるか否かの判断を行う判
断手段とを具備する。
レジスト膜を形成する際に関与する複数のパラメータに
基づき多変量解析を行う多変量解析手段と、前記多変量
解析による解析データに基づき、実際に基板上に形成さ
れたレジストの膜厚が正常であるか否かの判断を行う判
断手段とを具備する。
【0029】本発明の更なる特徴と利点は、添付した図
面及び発明の実施の形態の説明を参酌することにより一
層明らかになる。
面及び発明の実施の形態の説明を参酌することにより一
層明らかになる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。
に基づき説明する。
【0031】図1〜図3は本発明の一実施形態に係る塗
布現像処理装置の全体構成を示す図であって、図1は平
面図、図2及び図3は正面図及び背面図である。
布現像処理装置の全体構成を示す図であって、図1は平
面図、図2及び図3は正面図及び背面図である。
【0032】この塗布現像処理装置1は、被処理基板と
して半導体ウェハWをウェハカセットCRで複数枚たと
えば25枚単位で外部から装置1に搬入し又は装置1か
ら搬出したり、ウェハカセットCRに対してウェハWを
搬入・搬出したりするためのカセットステーション10
と、塗布現像工程の中で1枚ずつウェハWに所定の処理
を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置
してなる処理ステーション12と、この処理ステーショ
ン12と隣接して設けられる露光装置100との間でウ
ェハWを受け渡しするためのインターフェース部14と
を一体に接続した構成を有している。
して半導体ウェハWをウェハカセットCRで複数枚たと
えば25枚単位で外部から装置1に搬入し又は装置1か
ら搬出したり、ウェハカセットCRに対してウェハWを
搬入・搬出したりするためのカセットステーション10
と、塗布現像工程の中で1枚ずつウェハWに所定の処理
を施す枚葉式の各種処理ユニットを所定位置に多段配置
してなる処理ステーション12と、この処理ステーショ
ン12と隣接して設けられる露光装置100との間でウ
ェハWを受け渡しするためのインターフェース部14と
を一体に接続した構成を有している。
【0033】カセットステーション10では、図1に示
すように、カセット載置台20上の突起20aの位置に
複数、例えば5個のウェハカセットCRがそれぞれのウ
ェハ出入口を処理ステーション12側に向けてX方向一
列に載置され、カセット配列方向(X方向)およびウェ
ハカセットCR内に収納されたウェハのウェハ配列方向
(Z方向)に移動可能なウェハ搬送体22が各ウェハカ
セットCRに選択的にアクセスするようになっている。
さらに、このウェハ搬送体22は、θ方向に回転可能に
構成されており、図3に示すように後述する多段構成と
された第3の処理ユニット部G3に属する熱処理系ユニ
ットにもアクセスできるようになっている。
すように、カセット載置台20上の突起20aの位置に
複数、例えば5個のウェハカセットCRがそれぞれのウ
ェハ出入口を処理ステーション12側に向けてX方向一
列に載置され、カセット配列方向(X方向)およびウェ
ハカセットCR内に収納されたウェハのウェハ配列方向
(Z方向)に移動可能なウェハ搬送体22が各ウェハカ
セットCRに選択的にアクセスするようになっている。
さらに、このウェハ搬送体22は、θ方向に回転可能に
構成されており、図3に示すように後述する多段構成と
された第3の処理ユニット部G3に属する熱処理系ユニ
ットにもアクセスできるようになっている。
【0034】図1に示すように処理ステーション12
は、装置背面側(図中上方)において、カセットステー
ション10側から第3の処理ユニット部G3、第4の処
理ユニット部G4及び第5の処理ユニット部G5がそれ
ぞれ配置され、これら第3の処理ユニット部G3と第4
の処理ユニット部G4との間には、一実施形態に係る第
1の主ウェハ搬送装置A1が設けられている。この第1
の主ウェハ搬送装置A1は、後述するように、この第1
の主ウェハ搬送体16が第1の処理ユニット部G1、第
3の処理ユニット部G3及び第4の処理ユニット部G4
等に選択的にアクセスできるように設置されている。ま
た、第4の処理ユニット部G4と第5の処理ユニット部
G5との間には第2の主ウェハ搬送装置A2が設けら
れ、第2の主ウェハ搬送装置A2は、第1と同様に、第
2の主ウェハ搬送体17が第2の処理ユニット部G2、
第4の処理ユニット部G4及び第5の処理ユニット部G
5等に選択的にアクセスできるように設置されている。
は、装置背面側(図中上方)において、カセットステー
ション10側から第3の処理ユニット部G3、第4の処
理ユニット部G4及び第5の処理ユニット部G5がそれ
ぞれ配置され、これら第3の処理ユニット部G3と第4
の処理ユニット部G4との間には、一実施形態に係る第
1の主ウェハ搬送装置A1が設けられている。この第1
の主ウェハ搬送装置A1は、後述するように、この第1
の主ウェハ搬送体16が第1の処理ユニット部G1、第
3の処理ユニット部G3及び第4の処理ユニット部G4
等に選択的にアクセスできるように設置されている。ま
た、第4の処理ユニット部G4と第5の処理ユニット部
G5との間には第2の主ウェハ搬送装置A2が設けら
れ、第2の主ウェハ搬送装置A2は、第1と同様に、第
2の主ウェハ搬送体17が第2の処理ユニット部G2、
第4の処理ユニット部G4及び第5の処理ユニット部G
5等に選択的にアクセスできるように設置されている。
【0035】また、第1の主ウェハ搬送装置A1の背面
側には熱処理ユニットが設置されており、例えばウェハ
Wを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット(A
D)110、ウェハWを加熱する加熱ユニット(HP)
113が図3に示すように下方から順に2段ずつ重ねら
れている。なお、アドヒージョンユニット(AD)はウ
ェハWを温調する機構を更に有する構成としてもよい。
第2の主ウェハ搬送装置A2の背面側には、ウェハWの
エッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置(WE
E)120、ウェハWに塗布されたレジスト膜厚を検査
する膜厚検査装置119及びレジストパターンの線幅を
検査する線幅検査装置118が多段に設けられている。
これら膜厚検査装置119及び線幅検査装置118は、
このように塗布現像処理装置1内に設けなくても装置外
に設けるようにしてよい。また、第2の主ウェハ搬送装
置A2の背面側は、第1の主ウェハ搬送装置A1の背面
側と同様に熱処理ユニット(HP)113が配置構成さ
れる場合もある。
側には熱処理ユニットが設置されており、例えばウェハ
Wを疎水化処理するためのアドヒージョンユニット(A
D)110、ウェハWを加熱する加熱ユニット(HP)
113が図3に示すように下方から順に2段ずつ重ねら
れている。なお、アドヒージョンユニット(AD)はウ
ェハWを温調する機構を更に有する構成としてもよい。
第2の主ウェハ搬送装置A2の背面側には、ウェハWの
エッジ部のみを選択的に露光する周辺露光装置(WE
E)120、ウェハWに塗布されたレジスト膜厚を検査
する膜厚検査装置119及びレジストパターンの線幅を
検査する線幅検査装置118が多段に設けられている。
これら膜厚検査装置119及び線幅検査装置118は、
このように塗布現像処理装置1内に設けなくても装置外
に設けるようにしてよい。また、第2の主ウェハ搬送装
置A2の背面側は、第1の主ウェハ搬送装置A1の背面
側と同様に熱処理ユニット(HP)113が配置構成さ
れる場合もある。
【0036】図3に示すように、第3の処理ユニット部
G3では、ウェハWを載置台に載せて所定の処理を行う
オーブン型の処理ユニット、例えばウェハWに所定の加
熱処理を施す高温度加熱処理ユニット(BAKE)、ウ
ェハWに精度の良い温度管理化で冷却処理を施す冷却処
理ユニット(CPL)、ウェハ搬送体22から主ウェハ
搬送体16へのウェハWの受け渡し部となるトランジシ
ョンユニット(TRS)、上下2段にそれぞれ受け渡し
部と冷却部とに分かれて配設された受け渡し・冷却処理
ユニット(TCP)が上から順に例えば10段に重ねら
れている。なお、第3の処理ユニット部G3において、
本実施形態では下から3段目はスペアの空間として設け
られている。第4の処理ユニット部G4でも、例えばポ
ストベーキングユニット(POST)、ウェハ受け渡し
部となるトランジションユニット(TRS)、第2の熱的
処理としてレジスト膜形成後のウェハWに加熱処理を施
すプリベーキングユニット(PAB)、同じく第2の熱
的処理としての冷却処理ユニット(CPL)が上から順
に例えば10段に重ねられている。更に第5の処理ユニ
ット部G5でも、例えば、第1の熱的処理として露光後
のウェハWに加熱処理を施すためのポストエクスポージ
ャーベーキングユニット(PEB)、同じく第1の熱的
処理としての冷却処理ユニット(CPL)、ウェハWの
受け渡し部となるトランジションユニット(TRS)が例
えば上から順に10段に重ねられている。
G3では、ウェハWを載置台に載せて所定の処理を行う
オーブン型の処理ユニット、例えばウェハWに所定の加
熱処理を施す高温度加熱処理ユニット(BAKE)、ウ
ェハWに精度の良い温度管理化で冷却処理を施す冷却処
理ユニット(CPL)、ウェハ搬送体22から主ウェハ
搬送体16へのウェハWの受け渡し部となるトランジシ
ョンユニット(TRS)、上下2段にそれぞれ受け渡し
部と冷却部とに分かれて配設された受け渡し・冷却処理
ユニット(TCP)が上から順に例えば10段に重ねら
れている。なお、第3の処理ユニット部G3において、
本実施形態では下から3段目はスペアの空間として設け
られている。第4の処理ユニット部G4でも、例えばポ
ストベーキングユニット(POST)、ウェハ受け渡し
部となるトランジションユニット(TRS)、第2の熱的
処理としてレジスト膜形成後のウェハWに加熱処理を施
すプリベーキングユニット(PAB)、同じく第2の熱
的処理としての冷却処理ユニット(CPL)が上から順
に例えば10段に重ねられている。更に第5の処理ユニ
ット部G5でも、例えば、第1の熱的処理として露光後
のウェハWに加熱処理を施すためのポストエクスポージ
ャーベーキングユニット(PEB)、同じく第1の熱的
処理としての冷却処理ユニット(CPL)、ウェハWの
受け渡し部となるトランジションユニット(TRS)が例
えば上から順に10段に重ねられている。
【0037】図1において処理ステーション12の装置
正面側(図中下方)には、第1の処理ユニット部G1と
第2の処理ユニット部G2とがY方向に併設されてい
る。この第1の処理ユニット部G1とカセットステーシ
ョン10との間及び第2の処理ユニット部G2とインタ
ーフェース部14との間には、各処理ユニット部G1及
びG2で供給する処理液の温調に使用される液温調ポン
プ24,25がそれぞれ設けられており、更に、この塗
布現像処理装置1外に設けられた図示しない空調器から
の清浄な空気を各処理ユニット部G1〜G5内部に供給
するためのダクト31、32が設けられている。
正面側(図中下方)には、第1の処理ユニット部G1と
第2の処理ユニット部G2とがY方向に併設されてい
る。この第1の処理ユニット部G1とカセットステーシ
ョン10との間及び第2の処理ユニット部G2とインタ
ーフェース部14との間には、各処理ユニット部G1及
びG2で供給する処理液の温調に使用される液温調ポン
プ24,25がそれぞれ設けられており、更に、この塗
布現像処理装置1外に設けられた図示しない空調器から
の清浄な空気を各処理ユニット部G1〜G5内部に供給
するためのダクト31、32が設けられている。
【0038】図2に示すように、第1の処理ユニット部
G1では、カップCP内でウェハWをスピンチャックに
載せて所定の処理を行う5台のスピナ型処理ユニット、
例えば、レジスト膜形成部としてのレジスト塗布処理ユ
ニット(COT)が3段及び露光時の光の反射を防止す
るために反射防止膜を形成するボトムコーティングユニ
ット(BARC)が2段、下方から順に5段に重ねられ
ている。また第2の処理ユニット部G2でも同様に、5
台のスピナ型処理ユニット、例えば現像処理部としての
現像処理ユニット(DEV)が5段に重ねられている。
レジスト塗布処理ユニット(COT)ではレジスト液の
排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であること
から、このように下段に配置するのが好ましい。しか
し、必要に応じて上段に配置することも可能である。
G1では、カップCP内でウェハWをスピンチャックに
載せて所定の処理を行う5台のスピナ型処理ユニット、
例えば、レジスト膜形成部としてのレジスト塗布処理ユ
ニット(COT)が3段及び露光時の光の反射を防止す
るために反射防止膜を形成するボトムコーティングユニ
ット(BARC)が2段、下方から順に5段に重ねられ
ている。また第2の処理ユニット部G2でも同様に、5
台のスピナ型処理ユニット、例えば現像処理部としての
現像処理ユニット(DEV)が5段に重ねられている。
レジスト塗布処理ユニット(COT)ではレジスト液の
排液が機構的にもメンテナンスの上でも面倒であること
から、このように下段に配置するのが好ましい。しか
し、必要に応じて上段に配置することも可能である。
【0039】また、第1及び第2の処理ユニット部G1
及びG2の最下段には、各処理ユニット部G1及びG2
に上述した所定の処理液を供給するケミカル室(CH
M)26,27がそれぞれ設けられている。
及びG2の最下段には、各処理ユニット部G1及びG2
に上述した所定の処理液を供給するケミカル室(CH
M)26,27がそれぞれ設けられている。
【0040】更に、処理ステーション12には、この処
理ステーション12内の温度及び気圧を測定する例えば
4つの温度・気圧センサSa,Sb,Sc,Sdが備え
られている。この4つの温度・気圧センサSa,Sb,
Sc,Sdによる測定結果の例えば平均値を採ることに
より、より高精度な温度及び気圧の管理を行うことがで
きる。
理ステーション12内の温度及び気圧を測定する例えば
4つの温度・気圧センサSa,Sb,Sc,Sdが備え
られている。この4つの温度・気圧センサSa,Sb,
Sc,Sdによる測定結果の例えば平均値を採ることに
より、より高精度な温度及び気圧の管理を行うことがで
きる。
【0041】インターフェース部14の正面部には可搬
性のピックアップカセットCRと定置型のバッファカセ
ットBRが2段に配置され、中央部にはウェハ搬送体2
7が設けられている。このウェハ搬送体27は、X,Z
方向に移動して両カセットCR,BRにアクセスするよ
うになっている。また、ウェハ搬送体27は、θ方向に
回転可能に構成され、第5の処理ユニット部G5にもア
クセスできるようになっている。更に、図3に示すよう
にインターフェース部14の背面部には、高精度冷却処
理ユニット(CPL)が複数設けられ、例えば上下2段
とされている。ウェハ搬送体27はこの冷却処理ユニッ
ト(CPL)にもアクセス可能になっている。
性のピックアップカセットCRと定置型のバッファカセ
ットBRが2段に配置され、中央部にはウェハ搬送体2
7が設けられている。このウェハ搬送体27は、X,Z
方向に移動して両カセットCR,BRにアクセスするよ
うになっている。また、ウェハ搬送体27は、θ方向に
回転可能に構成され、第5の処理ユニット部G5にもア
クセスできるようになっている。更に、図3に示すよう
にインターフェース部14の背面部には、高精度冷却処
理ユニット(CPL)が複数設けられ、例えば上下2段
とされている。ウェハ搬送体27はこの冷却処理ユニッ
ト(CPL)にもアクセス可能になっている。
【0042】図4は本発明の一実施形態に係る第1の主
ウェハ搬送装置A1を示す斜視図である。なお、第2の
主ウェハ搬送装置A2は第1の主ウェハ搬送装置A1と
同一であるのでその説明を省略する。
ウェハ搬送装置A1を示す斜視図である。なお、第2の
主ウェハ搬送装置A2は第1の主ウェハ搬送装置A1と
同一であるのでその説明を省略する。
【0043】図1に示すように、主ウェハ搬送装置A1
は筐体41に囲繞されており、パーティクルの侵入を防
止している。図4において説明をわかりやすくするた
め、筐体41の図示を省略している。
は筐体41に囲繞されており、パーティクルの侵入を防
止している。図4において説明をわかりやすくするた
め、筐体41の図示を省略している。
【0044】図4に示すように、この主ウェハ搬送装置
A1の両端にはポール33が垂設されており、主ウェハ
搬送体16(17)がこのポール33に沿って垂直方向
(Z方向)に移動可能に配置されている。主ウェハ搬送
体16における搬送基台55にはウェハWを保持する3
つのピンセット7a〜7cが備えられており、これらピ
ンセット7a〜7cは搬送基台55に内蔵された図示し
ない駆動機構により、水平方向に移動可能に構成されて
いる。搬送基台55の下部には、この搬送基台55を支
持する支持体45が、θ方向に回転可能な回転部材46
を介して接続されている。これにより、ウェハ搬送体1
6はθ方向に回転可能となっている。支持体45にはフ
ランジ部45aが形成され、このフランジ部45aがポ
ール33に設けられた溝33aに摺動可能に係合してお
り、このポール33に内蔵されたベルト駆動機構により
スライド可能に設けられている。これにより、主ウェハ
搬送体16がこのポール33に沿って垂直方向に移動可
能となっている。
A1の両端にはポール33が垂設されており、主ウェハ
搬送体16(17)がこのポール33に沿って垂直方向
(Z方向)に移動可能に配置されている。主ウェハ搬送
体16における搬送基台55にはウェハWを保持する3
つのピンセット7a〜7cが備えられており、これらピ
ンセット7a〜7cは搬送基台55に内蔵された図示し
ない駆動機構により、水平方向に移動可能に構成されて
いる。搬送基台55の下部には、この搬送基台55を支
持する支持体45が、θ方向に回転可能な回転部材46
を介して接続されている。これにより、ウェハ搬送体1
6はθ方向に回転可能となっている。支持体45にはフ
ランジ部45aが形成され、このフランジ部45aがポ
ール33に設けられた溝33aに摺動可能に係合してお
り、このポール33に内蔵されたベルト駆動機構により
スライド可能に設けられている。これにより、主ウェハ
搬送体16がこのポール33に沿って垂直方向に移動可
能となっている。
【0045】なお、主ウェハ搬送装置A1の底部には、
この搬送装置A1内部の気圧及び温湿度をコントロール
するファン36が例えば4つ設けられている。
この搬送装置A1内部の気圧及び温湿度をコントロール
するファン36が例えば4つ設けられている。
【0046】図5は、この塗布現像処理装置1の清浄空
気の流れを示している。図5において、カセットステー
ション10,処理ステーション12およびインターフェ
ース部14の上方にはエア供給室10a,12a,14
aが設けられており、エア供給室10a,12a,14
aの下面に防塵機能付きフィルタ例えばULPAフィル
タ101,102,103が取り付けられている。各エ
ア供給室のULPAフィルタ101,102,103よ
り清浄な空気がダウンフローで各部10,12,14に
供給され、これらエア供給室から処理ユニットへダウン
フローで供給されるようになっている。このダウンフロ
ーの空気は上述したダクト31及び32から矢印方向
(上向き)に供給される。
気の流れを示している。図5において、カセットステー
ション10,処理ステーション12およびインターフェ
ース部14の上方にはエア供給室10a,12a,14
aが設けられており、エア供給室10a,12a,14
aの下面に防塵機能付きフィルタ例えばULPAフィル
タ101,102,103が取り付けられている。各エ
ア供給室のULPAフィルタ101,102,103よ
り清浄な空気がダウンフローで各部10,12,14に
供給され、これらエア供給室から処理ユニットへダウン
フローで供給されるようになっている。このダウンフロ
ーの空気は上述したダクト31及び32から矢印方向
(上向き)に供給される。
【0047】また、液供給系ユニット部(G1、G2)
のそれぞれ各ユニット全てにおいてこれらの上方にそれ
ぞれファン・フィルタユニットFが取り付けられ、それ
ぞれ気圧を計測する気圧センサS1が設けられている。
このファン・フィルタユニットFは、例えばULPAフ
ィルタと図示しない小型のファンとを有している。一
方、第3〜第5の処理ユニット部G3〜G5における各
ユニット、第1、第2の主ウェハ搬送装置A1,A2に
も図示しないが同様のセンサが設けられている。
のそれぞれ各ユニット全てにおいてこれらの上方にそれ
ぞれファン・フィルタユニットFが取り付けられ、それ
ぞれ気圧を計測する気圧センサS1が設けられている。
このファン・フィルタユニットFは、例えばULPAフ
ィルタと図示しない小型のファンとを有している。一
方、第3〜第5の処理ユニット部G3〜G5における各
ユニット、第1、第2の主ウェハ搬送装置A1,A2に
も図示しないが同様のセンサが設けられている。
【0048】図6及び図7は、本発明の一実施形態に係
るレジスト膜形成部としてのレジスト塗布処理ユニット
(COT)を示す平面図及び断面図である。
るレジスト膜形成部としてのレジスト塗布処理ユニット
(COT)を示す平面図及び断面図である。
【0049】このユニットでは、前述したように筐体4
1’の上方にファン・フィルタユニットFが取り付けら
れており、下方においては筐体41’のY方向の幅より
小さいユニット底板151の中央付近に環状のカップC
Pが配設され、その内側にスピンチャック142が配置
されている。このスピンチャック142は真空吸着によ
ってウェハWを固定保持した状態で、駆動モータ143
の回転駆動力で回転するように構成されている。駆動モ
ータ143は回転数コントローラ34の制御によりその
回転数が制御されるようになっている。
1’の上方にファン・フィルタユニットFが取り付けら
れており、下方においては筐体41’のY方向の幅より
小さいユニット底板151の中央付近に環状のカップC
Pが配設され、その内側にスピンチャック142が配置
されている。このスピンチャック142は真空吸着によ
ってウェハWを固定保持した状態で、駆動モータ143
の回転駆動力で回転するように構成されている。駆動モ
ータ143は回転数コントローラ34の制御によりその
回転数が制御されるようになっている。
【0050】カップCPの中には、ウェハWを受け渡し
する際のピン148が駆動装置147により昇降可能に
設けられている。これにより、開閉可能に設けられたシ
ャッタ43が開いている間に、開口部41'aを介して
ピンセット7aとの間でウェハの受け渡しが可能とな
る。またカップCP底部には、廃液用のドレイン口14
5が設けられている。このドレイン口145に廃液管1
41が接続され、この廃液管141はユニット底板15
1と筐体41’との間の空間Nを利用して下方の図示し
ない廃液口へ通じている。
する際のピン148が駆動装置147により昇降可能に
設けられている。これにより、開閉可能に設けられたシ
ャッタ43が開いている間に、開口部41'aを介して
ピンセット7aとの間でウェハの受け渡しが可能とな
る。またカップCP底部には、廃液用のドレイン口14
5が設けられている。このドレイン口145に廃液管1
41が接続され、この廃液管141はユニット底板15
1と筐体41’との間の空間Nを利用して下方の図示し
ない廃液口へ通じている。
【0051】図6に示すように、ウェハWの表面にレジ
ストを供給するためのノズル135は、供給管134を
介してケミカル室(CHM)26(図2)内の液供給機
構(図示せず)に接続されている。ノズル135は、カ
ップCPの外側に配設されたノズル待機部146でノズ
ルスキャンアーム136の先端部に着脱可能に取り付け
られ、スピンチャック142の上方に設定された所定の
レジスト吐出位置まで移送されるようになっている。ノ
ズルスキャンアーム136は、ユニット底板151の上
に一方向(Y方向)に敷設されたガイドレール144上
で水平移動可能な垂直支持部材149の上端部に取り付
けられており、図示しないY方向駆動機構によって垂直
支持部材149と一体にY方向で移動するようになって
いる。
ストを供給するためのノズル135は、供給管134を
介してケミカル室(CHM)26(図2)内の液供給機
構(図示せず)に接続されている。ノズル135は、カ
ップCPの外側に配設されたノズル待機部146でノズ
ルスキャンアーム136の先端部に着脱可能に取り付け
られ、スピンチャック142の上方に設定された所定の
レジスト吐出位置まで移送されるようになっている。ノ
ズルスキャンアーム136は、ユニット底板151の上
に一方向(Y方向)に敷設されたガイドレール144上
で水平移動可能な垂直支持部材149の上端部に取り付
けられており、図示しないY方向駆動機構によって垂直
支持部材149と一体にY方向で移動するようになって
いる。
【0052】ノズルスキャンアーム136は、ノズル待
機部146でノズル135をレジストの種類に応じて選
択的に取り付けるためにY方向と直角なX方向にも移動
可能であり、図示しないX方向駆動機構によってX方向
にも移動するようになっている。ここで、レジストの種
類については、例えばレジストの濃度や粘度等の相違に
より種類が異なる。
機部146でノズル135をレジストの種類に応じて選
択的に取り付けるためにY方向と直角なX方向にも移動
可能であり、図示しないX方向駆動機構によってX方向
にも移動するようになっている。ここで、レジストの種
類については、例えばレジストの濃度や粘度等の相違に
より種類が異なる。
【0053】更にカップCPとノズル待機部146との
間には、ドレインカップ138が設けられており、この
位置においてウェハWに対するレジストの供給に先立ち
ノズル135の洗浄が行われるようになっている。
間には、ドレインカップ138が設けられており、この
位置においてウェハWに対するレジストの供給に先立ち
ノズル135の洗浄が行われるようになっている。
【0054】ガイドレール144上には、上記したノズ
ルスキャンアーム136を支持する垂直支持部材149
だけでなく、リンスノズルスキャンアーム139を支持
しY方向に移動可能な垂直支持部材も設けられている。
リンスノズルスキャンアーム139の先端部にはサイド
リンス用のリンスノズル140が取り付けられている。
Y方向駆動機構(図示せず)によってリンスノズルスキ
ャンアーム139及びリンスノズル140は、カップC
Pの側方に設定されたノズル待機位置と、スピンチャッ
ク142に載置されているウェハWの周縁部真上に設定
されたリンス液吐出位置との間で移動するようになって
いる。
ルスキャンアーム136を支持する垂直支持部材149
だけでなく、リンスノズルスキャンアーム139を支持
しY方向に移動可能な垂直支持部材も設けられている。
リンスノズルスキャンアーム139の先端部にはサイド
リンス用のリンスノズル140が取り付けられている。
Y方向駆動機構(図示せず)によってリンスノズルスキ
ャンアーム139及びリンスノズル140は、カップC
Pの側方に設定されたノズル待機位置と、スピンチャッ
ク142に載置されているウェハWの周縁部真上に設定
されたリンス液吐出位置との間で移動するようになって
いる。
【0055】このレジスト塗布処理ユニット(COT)
内には、前述したように気圧y1[hPa]を計測する気
圧センサS1が設けられており、また、カップの温度y
2[℃]を計測するカップ温度センサS2及びユニット内
の湿度y3[%]を計測する湿度センサS3が設けられて
いる(図17参照)。
内には、前述したように気圧y1[hPa]を計測する気
圧センサS1が設けられており、また、カップの温度y
2[℃]を計測するカップ温度センサS2及びユニット内
の湿度y3[%]を計測する湿度センサS3が設けられて
いる(図17参照)。
【0056】図8は、本発明の一実施形態に係る現像処
理ユニット(DEV)を示す断面図である。この現像処
理ユニット(DEV)は、上記レジスト塗布処理ユニッ
ト(COT)と類似の構成を有しているので、図8にお
いて、上記レジスト塗布処理ユニット(COT)におけ
る構成と同一のものについては同一の符号を付すものと
し、その説明を省略する。
理ユニット(DEV)を示す断面図である。この現像処
理ユニット(DEV)は、上記レジスト塗布処理ユニッ
ト(COT)と類似の構成を有しているので、図8にお
いて、上記レジスト塗布処理ユニット(COT)におけ
る構成と同一のものについては同一の符号を付すものと
し、その説明を省略する。
【0057】ウェハWの表面に現像液を供給するための
ノズル153は、ウェハWの直径とほぼ同一長さを有し
ており、図示しないが現像液を吐出する孔が複数形成さ
れている。あるいはスリット状の吐出口が形成されてい
るものノズルでもよい。また、図示しないリンスノズル
もウェハW上へ移動可能に設けられている。
ノズル153は、ウェハWの直径とほぼ同一長さを有し
ており、図示しないが現像液を吐出する孔が複数形成さ
れている。あるいはスリット状の吐出口が形成されてい
るものノズルでもよい。また、図示しないリンスノズル
もウェハW上へ移動可能に設けられている。
【0058】図9及び図10は、本発明の一実施形態に
係り、ウェハWに熱的処理を施すためのプリベーキング
ユニット(PAB)、ポストエクスポージャーベーキン
グユニット(PEB)の平面図及び断面図である。これ
ら各ベーキングユニットは処理温度が相違するだけであ
る。
係り、ウェハWに熱的処理を施すためのプリベーキング
ユニット(PAB)、ポストエクスポージャーベーキン
グユニット(PEB)の平面図及び断面図である。これ
ら各ベーキングユニットは処理温度が相違するだけであ
る。
【0059】図9に示すように、これらのユニットは筐
体75に囲繞されており、処理室30内において背面側
には、温度コントローラ132による制御の下、ウェハ
Wを載置させて例えば100℃前後で加熱処理するため
の加熱板86が設けられ、正面側には、ウェハWを載置
させて温調する温調プレート71が設けられている。
体75に囲繞されており、処理室30内において背面側
には、温度コントローラ132による制御の下、ウェハ
Wを載置させて例えば100℃前後で加熱処理するため
の加熱板86が設けられ、正面側には、ウェハWを載置
させて温調する温調プレート71が設けられている。
【0060】加熱板86は支持体88に支持されてお
り、この支持体88の下方部からウェハWを支持するた
めの昇降ピン85が昇降シリンダ82により昇降可能に
設けられている。また、加熱板86の上部には、加熱処
理の際に加熱板86を覆う図示しないカバー部材が配置
されている。更に、この加熱板86には加熱板86の温
度を計測する温度センサS4が設けられており、この計
測データは、所望のレジストパターンを形成する際に関
与するパラメータの1つとして、後述するようにデータ
ベースに蓄積されるようになっている。
り、この支持体88の下方部からウェハWを支持するた
めの昇降ピン85が昇降シリンダ82により昇降可能に
設けられている。また、加熱板86の上部には、加熱処
理の際に加熱板86を覆う図示しないカバー部材が配置
されている。更に、この加熱板86には加熱板86の温
度を計測する温度センサS4が設けられており、この計
測データは、所望のレジストパターンを形成する際に関
与するパラメータの1つとして、後述するようにデータ
ベースに蓄積されるようになっている。
【0061】温調プレート71の温度調整機構としては
例えば冷却水やペルチェ素子等を使用してウェハWの温
度を所定の温度、例えば40℃前後に調整して温度制御
が行われるようになっている。この温調プレート71
は、図9に示すように切欠き71aが形成されており、
この温調プレート71の下方に埋没している昇降ピン8
4が、昇降シリンダ81によって温調プレート表面から
出没可能になっている。また、この温調プレート71に
は、例えばモータ79aによりレール77に沿って移動
可能となっており、これにより、ウェハの温調を行いな
がら加熱板86に対してウェハの受け渡しが行われるよ
うになっている。
例えば冷却水やペルチェ素子等を使用してウェハWの温
度を所定の温度、例えば40℃前後に調整して温度制御
が行われるようになっている。この温調プレート71
は、図9に示すように切欠き71aが形成されており、
この温調プレート71の下方に埋没している昇降ピン8
4が、昇降シリンダ81によって温調プレート表面から
出没可能になっている。また、この温調プレート71に
は、例えばモータ79aによりレール77に沿って移動
可能となっており、これにより、ウェハの温調を行いな
がら加熱板86に対してウェハの受け渡しが行われるよ
うになっている。
【0062】また、このプリベーキングユニット(PA
B)、ポストエクスポージャーベーキングユニット(P
EB)には、気圧コントロールのためのエアの流路75
cが形成されており、この流路75cからのエアはファ
ン87aを介して処理室30に流入されるようになって
いる。また、処理室30内のエアは両壁面に設けられた
ファン87bにより排気口75dから排気されるように
なっている。
B)、ポストエクスポージャーベーキングユニット(P
EB)には、気圧コントロールのためのエアの流路75
cが形成されており、この流路75cからのエアはファ
ン87aを介して処理室30に流入されるようになって
いる。また、処理室30内のエアは両壁面に設けられた
ファン87bにより排気口75dから排気されるように
なっている。
【0063】更にこの筐体75の温調プレート側71の
一方の側面部分には、例えば第4の処理ユニット部G4
に関しては、第1の主ウェハ搬送装置A1との間でウェ
ハWの受け渡しを行うために、開口部75aが設けられ
ており、他方の側面部分には、第2の主ウェハ搬送装置
A2側の開口部に対向するように開口部75bが設けら
れている。これら開口部75a、75bにはそれぞれ図
示しない駆動部により開閉自在とされたシャッタ76
a、76bが設けられている。
一方の側面部分には、例えば第4の処理ユニット部G4
に関しては、第1の主ウェハ搬送装置A1との間でウェ
ハWの受け渡しを行うために、開口部75aが設けられ
ており、他方の側面部分には、第2の主ウェハ搬送装置
A2側の開口部に対向するように開口部75bが設けら
れている。これら開口部75a、75bにはそれぞれ図
示しない駆動部により開閉自在とされたシャッタ76
a、76bが設けられている。
【0064】なお、冷却処理ユニット(CPL)は、図
示しないが例えばウェハWを載置させ、各加熱処理が施
されたウェハに対し23℃前後で冷却処理を施す冷却板
を有している。冷却機構としてはペルチェ素子等を用い
ている。
示しないが例えばウェハWを載置させ、各加熱処理が施
されたウェハに対し23℃前後で冷却処理を施す冷却板
を有している。冷却機構としてはペルチェ素子等を用い
ている。
【0065】図11は、塗布現像処理装置1を制御する
制御系を示す構成図である。塗布現像処理装置1には、
既述のレジスト塗布処理ユニット(COT)、現像処理
ユニット(DEV)、プリベーキングユニット(PA
B)、ポストエクスポージャーベーキングユニット(P
EB)及びセンサSa〜Sdがバス5に接続されてい
る。図示は省略するが、ポストベーキングユニット(P
OST)や冷却処理ユニット(CPL)等の他のユニッ
ト全て同様にバス5に接続されている。
制御系を示す構成図である。塗布現像処理装置1には、
既述のレジスト塗布処理ユニット(COT)、現像処理
ユニット(DEV)、プリベーキングユニット(PA
B)、ポストエクスポージャーベーキングユニット(P
EB)及びセンサSa〜Sdがバス5に接続されてい
る。図示は省略するが、ポストベーキングユニット(P
OST)や冷却処理ユニット(CPL)等の他のユニッ
ト全て同様にバス5に接続されている。
【0066】またバス5には制御部35が接続され、こ
の制御部35には、例えば各センサ計測データ格納部6
1、ウェハデータ格納部62、プロセスレシピデータ格
納部63、線幅モデル格納部64、膜厚モデル格納部6
5がそれぞれそれぞれ接続されている。
の制御部35には、例えば各センサ計測データ格納部6
1、ウェハデータ格納部62、プロセスレシピデータ格
納部63、線幅モデル格納部64、膜厚モデル格納部6
5がそれぞれそれぞれ接続されている。
【0067】各センサ計測データ格納部61は、上記レ
ジスト塗布処理ユニット(COT)内におけるセンサS
1〜S3、またセンサSa〜Sdによる計測結果を記憶
する。ウェハデータ格納部62は、例えばウェハ1枚ご
とに付与された識別子を記憶し、これらウェハが塗布現
像処理装置1内においていずれのユニットにあるか、ま
た、どのような処理がどれだけの時間で行われたかをウ
ェハごとに記憶する。この識別子は、例えばウェハカセ
ットCRに多段に収容されたウェハ順、例えばカセット
CR内の上から順に付すようにすることができる。プロ
セスレシピデータ格納部63はホストが要求した処理プ
ロセス及びレシピ等、例えば加熱処理温度やレジスト塗
布時における基板の回転数等を記憶する。線幅モデル格
納部64は、所望のレジストパターンの線幅を得るため
に収集された複数のデータ(パラメータ)を数式にして
記憶している。膜厚モデル格納部65も同様に所望のレ
ジスト膜厚を得るために収集された複数のデータを数式
にして記憶している。制御部35では、主に、各センサ
計測データ格納部61内のセンサデータ、プロセスレシ
ピデータ格納部63内のデータ等に基づき、線幅又は膜
厚に関する主成分分析を行う。これらの詳細については
後述する。
ジスト塗布処理ユニット(COT)内におけるセンサS
1〜S3、またセンサSa〜Sdによる計測結果を記憶
する。ウェハデータ格納部62は、例えばウェハ1枚ご
とに付与された識別子を記憶し、これらウェハが塗布現
像処理装置1内においていずれのユニットにあるか、ま
た、どのような処理がどれだけの時間で行われたかをウ
ェハごとに記憶する。この識別子は、例えばウェハカセ
ットCRに多段に収容されたウェハ順、例えばカセット
CR内の上から順に付すようにすることができる。プロ
セスレシピデータ格納部63はホストが要求した処理プ
ロセス及びレシピ等、例えば加熱処理温度やレジスト塗
布時における基板の回転数等を記憶する。線幅モデル格
納部64は、所望のレジストパターンの線幅を得るため
に収集された複数のデータ(パラメータ)を数式にして
記憶している。膜厚モデル格納部65も同様に所望のレ
ジスト膜厚を得るために収集された複数のデータを数式
にして記憶している。制御部35では、主に、各センサ
計測データ格納部61内のセンサデータ、プロセスレシ
ピデータ格納部63内のデータ等に基づき、線幅又は膜
厚に関する主成分分析を行う。これらの詳細については
後述する。
【0068】次に、本実施形態の作用を説明する。本実
施形態において、実際の製品ウェハを製造する前段階と
して、上記主成分分析における正常データ領域を作成す
る場合について図12に示すフローを参照しながら説明
する。
施形態において、実際の製品ウェハを製造する前段階と
して、上記主成分分析における正常データ領域を作成す
る場合について図12に示すフローを参照しながら説明
する。
【0069】先ず、カセットステーション10におい
て、ウェハ搬送体22がカセット載置台20上の処理前
のウェハ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枚のウェハWを取り出す。
そして、次にウェハWは、受け渡し・冷却処理ユニット
(TCP)を介して第1の主搬送装置A1に受け渡さ
れ、ボトムコーティングユニット(BARC)へ搬送さ
れる。そしてここで、露光時においてウェハからの露光
光の反射を防止するために反射防止膜が形成される(ス
テップ1)。次に、ウェハWは、第3の処理ユニット部
G3におけるベーキング処理ユニットに搬送され、例え
ば120℃で所定の加熱処理が行われ(ステップ2)、
冷却処理ユニット(CPL)で所定の冷却処理が行われ
た後(ステップ3)、ウェハWは、レジスト塗布処理ユ
ニット(COT)において、所望のレジスト膜が形成さ
れる(ステップ4)。
て、ウェハ搬送体22がカセット載置台20上の処理前
のウェハ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枚のウェハWを取り出す。
そして、次にウェハWは、受け渡し・冷却処理ユニット
(TCP)を介して第1の主搬送装置A1に受け渡さ
れ、ボトムコーティングユニット(BARC)へ搬送さ
れる。そしてここで、露光時においてウェハからの露光
光の反射を防止するために反射防止膜が形成される(ス
テップ1)。次に、ウェハWは、第3の処理ユニット部
G3におけるベーキング処理ユニットに搬送され、例え
ば120℃で所定の加熱処理が行われ(ステップ2)、
冷却処理ユニット(CPL)で所定の冷却処理が行われ
た後(ステップ3)、ウェハWは、レジスト塗布処理ユ
ニット(COT)において、所望のレジスト膜が形成さ
れる(ステップ4)。
【0070】このレジスト塗布処理ユニット(COT)
では、ウェハWがカップCPの直上位置まで搬送されて
くると、先ず、ピン148が上昇してウェハWを受け取
った後下降して、ウェハWはスピンチャック142上に
載置されて真空吸着される。そしてノズル待機部に待機
していたノズル135がウェハWの中心位置の上方まで
移動する。そしてウェハW中心に所定のレジスト液の吐
出が行われた後に、駆動モータ143により例えば10
0rpm〜4000rpmで回転させて、その遠心力で
レジスト液をウェハW全面に拡散させることによりレジ
スト膜の塗布が完了する。
では、ウェハWがカップCPの直上位置まで搬送されて
くると、先ず、ピン148が上昇してウェハWを受け取
った後下降して、ウェハWはスピンチャック142上に
載置されて真空吸着される。そしてノズル待機部に待機
していたノズル135がウェハWの中心位置の上方まで
移動する。そしてウェハW中心に所定のレジスト液の吐
出が行われた後に、駆動モータ143により例えば10
0rpm〜4000rpmで回転させて、その遠心力で
レジスト液をウェハW全面に拡散させることによりレジ
スト膜の塗布が完了する。
【0071】レジスト膜が形成されると、第1の主搬送
装置A1によりウェハWはプリベーキングユニット(P
AB)に搬送される。ここでは先ず、図9に示した温調
プレート71にウェハWが載置され、ウェハWは温調さ
れながら加熱板86側へ移動される。そしてウェハWは
加熱板86に載置され、例えば100℃前後で所定の加
熱処理が行われる。この加熱処理が終了すると、再び温
調プレート71が加熱板86側にアクセスしてウェハW
が温調プレート71に受け渡され、温調プレート71は
図9に示すような元の位置まで移動し、第1の主搬送装
置A1により取り出されるまでウェハWは待機する(ス
テップ5)。この加熱板86による加熱処理が終了して
から第1の主搬送装置A1により取り出されるまでの時
間を、プリベーキングユニット(PAB)における待機
時間x2[秒]とする。この待機時間x2は、本実施形態
に係る塗布現像処理装置1の枚葉処理の下においては、
ウェハWごとに異なる値となるため、それぞれ識別子が
付されたウェハごとに、ウェハデータ格納部62に逐次
記憶される。
装置A1によりウェハWはプリベーキングユニット(P
AB)に搬送される。ここでは先ず、図9に示した温調
プレート71にウェハWが載置され、ウェハWは温調さ
れながら加熱板86側へ移動される。そしてウェハWは
加熱板86に載置され、例えば100℃前後で所定の加
熱処理が行われる。この加熱処理が終了すると、再び温
調プレート71が加熱板86側にアクセスしてウェハW
が温調プレート71に受け渡され、温調プレート71は
図9に示すような元の位置まで移動し、第1の主搬送装
置A1により取り出されるまでウェハWは待機する(ス
テップ5)。この加熱板86による加熱処理が終了して
から第1の主搬送装置A1により取り出されるまでの時
間を、プリベーキングユニット(PAB)における待機
時間x2[秒]とする。この待機時間x2は、本実施形態
に係る塗布現像処理装置1の枚葉処理の下においては、
ウェハWごとに異なる値となるため、それぞれ識別子が
付されたウェハごとに、ウェハデータ格納部62に逐次
記憶される。
【0072】次に、ウェハWは冷却処理ユニット(CP
L)で所定の温度で冷却処理される(ステップ6)。こ
の後、ウェハWは第2の主搬送装置A2により取り出さ
れ、膜厚検査装置119へ搬送され、所定のレジスト膜
厚の測定が行われる場合もある。そしてウェハWは、第
5の処理ユニット部G5におけるトランジションユニッ
ト(TRS)及びインターフェース部14を介して露光装
置100に受け渡されここで露光処理される(ステップ
7)。
L)で所定の温度で冷却処理される(ステップ6)。こ
の後、ウェハWは第2の主搬送装置A2により取り出さ
れ、膜厚検査装置119へ搬送され、所定のレジスト膜
厚の測定が行われる場合もある。そしてウェハWは、第
5の処理ユニット部G5におけるトランジションユニッ
ト(TRS)及びインターフェース部14を介して露光装
置100に受け渡されここで露光処理される(ステップ
7)。
【0073】次に、ウェハWはインターフェース部14
及び第5の処理ユニット部G5におけるトランジション
ユニット(TRS)を介して第2の主搬送装置A2に受け
渡された後、ポストエクスポージャーベーキングユニッ
ト(PEB)に搬送される。
及び第5の処理ユニット部G5におけるトランジション
ユニット(TRS)を介して第2の主搬送装置A2に受け
渡された後、ポストエクスポージャーベーキングユニッ
ト(PEB)に搬送される。
【0074】ポストエクスポージャーベーキングユニッ
ト(PEB)では、上記プリベーキングユニット(PA
B)における動作と同一の動作により所定の加熱処理及
び温調処理が行われる(ステップ8)。ここで、露光処
理終了後からポストエクスポージャーベーキングユニッ
ト(PEB)に搬入されて加熱処理が開始されるまでの
時間をx1[秒]とする。この時間x1は、本実施形態に
係る塗布現像処理装置1の枚葉処理の下においては、ウ
ェハWごとに異なる値となるため、それぞれ識別子が付
されたウェハごとに、ウェハデータ格納部62に逐次記
憶される。この後、冷却処理ユニット(CPL)で所定
の冷却処理が行われる(ステップ9)。
ト(PEB)では、上記プリベーキングユニット(PA
B)における動作と同一の動作により所定の加熱処理及
び温調処理が行われる(ステップ8)。ここで、露光処
理終了後からポストエクスポージャーベーキングユニッ
ト(PEB)に搬入されて加熱処理が開始されるまでの
時間をx1[秒]とする。この時間x1は、本実施形態に
係る塗布現像処理装置1の枚葉処理の下においては、ウ
ェハWごとに異なる値となるため、それぞれ識別子が付
されたウェハごとに、ウェハデータ格納部62に逐次記
憶される。この後、冷却処理ユニット(CPL)で所定
の冷却処理が行われる(ステップ9)。
【0075】次に、ウェハWは現像処理ユニット(DE
V)に搬送され現像処理が行われる(ステップ10)。こ
の現像処理ユニット(DEV)では、ウェハWがカップ
CPの直上位置まで搬送されてくると、まず、ピン14
8が上昇してウェハWを受け取った後下降して、ウェハ
Wはスピンチャック142上に載置されて真空吸着され
る。そしてノズル待機部に待機していたノズル135が
ウェハWの周辺位置の上方まで移動する。続いて駆動モ
ータ143によりウェハWが例えば10rpm〜100
rpmで回転し、そしてノズル135はウェハW周辺か
らY方向に移動しながら、回転の遠心力により所定の現
像液の塗布が行われ、所定時間だけ放置することにより
現像処理を進行させる。その後、ウェハ上にリンス液を
供給し現像液を洗い流し、ウェハを回転させることによ
り振り切り乾燥処理を行う。
V)に搬送され現像処理が行われる(ステップ10)。こ
の現像処理ユニット(DEV)では、ウェハWがカップ
CPの直上位置まで搬送されてくると、まず、ピン14
8が上昇してウェハWを受け取った後下降して、ウェハ
Wはスピンチャック142上に載置されて真空吸着され
る。そしてノズル待機部に待機していたノズル135が
ウェハWの周辺位置の上方まで移動する。続いて駆動モ
ータ143によりウェハWが例えば10rpm〜100
rpmで回転し、そしてノズル135はウェハW周辺か
らY方向に移動しながら、回転の遠心力により所定の現
像液の塗布が行われ、所定時間だけ放置することにより
現像処理を進行させる。その後、ウェハ上にリンス液を
供給し現像液を洗い流し、ウェハを回転させることによ
り振り切り乾燥処理を行う。
【0076】次に、ウェハWは第2の主搬送装置A2に
より取り出され、第4の処理ユニット部G4におけるト
ランジションユニット(TRS)、第1の主搬送装置A
1、第3の処理ユニット部におけるトランジションユニ
ット(TRS)及びウェハ搬送体22を介してカセットス
テーション10におけるウェハカセットCRに戻され
る。以上のような工程は複数のウェハに対して行われ
る。
より取り出され、第4の処理ユニット部G4におけるト
ランジションユニット(TRS)、第1の主搬送装置A
1、第3の処理ユニット部におけるトランジションユニ
ット(TRS)及びウェハ搬送体22を介してカセットス
テーション10におけるウェハカセットCRに戻され
る。以上のような工程は複数のウェハに対して行われ
る。
【0077】図13は、上記プリベーキングユニット
(PAB)又はポストエクスポージャーベーキングユニ
ット(PEB)において1枚のウェハを処理する際の時
間経過と加熱温度との関係を示している。図示するよう
に、加熱温度には、時間経過に伴い例えば±1〜2℃の
多少のばらつきが見られる。本実施形態では、例えばウ
ェハ1枚加熱処理するごとに、任意の時間における加熱
温度をプロット(例えばA点)し、この温度データをセ
ンサ計測データ格納部61に記憶していく。これと同様
に、冷却処理ユニット(CPL)、加熱処理ユニット
(BAKE)、受け渡し・冷却処理ユニット(TC
P)、ポストベーキングユニット(POST)、温調プ
レート71等の熱的な処理を行うユニットについても温
度データを例えばウェハごとに記憶していく。
(PAB)又はポストエクスポージャーベーキングユニ
ット(PEB)において1枚のウェハを処理する際の時
間経過と加熱温度との関係を示している。図示するよう
に、加熱温度には、時間経過に伴い例えば±1〜2℃の
多少のばらつきが見られる。本実施形態では、例えばウ
ェハ1枚加熱処理するごとに、任意の時間における加熱
温度をプロット(例えばA点)し、この温度データをセ
ンサ計測データ格納部61に記憶していく。これと同様
に、冷却処理ユニット(CPL)、加熱処理ユニット
(BAKE)、受け渡し・冷却処理ユニット(TC
P)、ポストベーキングユニット(POST)、温調プ
レート71等の熱的な処理を行うユニットについても温
度データを例えばウェハごとに記憶していく。
【0078】図14は、例えば時間経過と塗布現像処理
装置1内の気圧との関係を示している。この装置1内の
気圧は、例えば所定の時間間隔で気圧データをプロット
(B,C,D)していき、センサ計測データ格納部61
に記憶していく。装置1内の温度についても同様であ
る。
装置1内の気圧との関係を示している。この装置1内の
気圧は、例えば所定の時間間隔で気圧データをプロット
(B,C,D)していき、センサ計測データ格納部61
に記憶していく。装置1内の温度についても同様であ
る。
【0079】図15は、例えば時間経過とウェハに塗布
されるレジストの温度との関係を示している。このレジ
ストの温度は、例えば、ケミカル室(CHM)26にお
いて、レジストタンクに貯留されたレジストの温度を図
示しない温度センサにより計測したものである。このレ
ジスト温度の計測データについても、上記熱処理系ユニ
ットの場合と同様に、例えばウェハごとに任意の時間に
おける温度をプロット(E点)し、これをセンサ計測デ
ータ格納部61に記憶していく。
されるレジストの温度との関係を示している。このレジ
ストの温度は、例えば、ケミカル室(CHM)26にお
いて、レジストタンクに貯留されたレジストの温度を図
示しない温度センサにより計測したものである。このレ
ジスト温度の計測データについても、上記熱処理系ユニ
ットの場合と同様に、例えばウェハごとに任意の時間に
おける温度をプロット(E点)し、これをセンサ計測デ
ータ格納部61に記憶していく。
【0080】このように図13、図14及び図15に示
したパラメータは装置1内に存在する複数のパラメータ
中のほんの一部であり、他にも、レジストパターンの形
成の際にパターン形状に影響を与えるパラメータを可能
な限り抽出することが好ましい。例えば、上記したよう
に、露光処理終了後から加熱処理が開始されるまでの時
間x1、プリベーキングユニット(PAB)における待
機時間x2等も重要なパラメータである。
したパラメータは装置1内に存在する複数のパラメータ
中のほんの一部であり、他にも、レジストパターンの形
成の際にパターン形状に影響を与えるパラメータを可能
な限り抽出することが好ましい。例えば、上記したよう
に、露光処理終了後から加熱処理が開始されるまでの時
間x1、プリベーキングユニット(PAB)における待
機時間x2等も重要なパラメータである。
【0081】以上のようにして抽出されたパラメータの
うち、所望の線幅又は膜厚の形成に寄与する正常データ
値を収集する(ステップ11)。この正常データ値であ
ることを知るために、上記抽出された各パラメータに基
づき関数モデルを作成する。例えば図16は、図11に
示した線幅モデル格納部64に格納されるデータを示し
ている。この線幅モデルCDは、上記時間x1及び
x2、塗布現像処理装置1内の温度x3[℃]及び塗布現
像処理装置1内の気圧x4[hPa](温度x3及び気圧
x4は、上述したように、図1に示す各センサSa〜S
dにより得られる。)の各パラメータを用いて、 線幅モデルCD[nm]=a1x1+a1x2+a3x3
+a4x4+a5 (a1,a2,a3,a4,a5は定数) と表され、例えば、 線幅モデルCD[nm]=0.02x1+0.03x2+
0.54x3 +0.65x4−466.608 というモデル式で表すことができる。このモデル式は実
験により作成したものである。
うち、所望の線幅又は膜厚の形成に寄与する正常データ
値を収集する(ステップ11)。この正常データ値であ
ることを知るために、上記抽出された各パラメータに基
づき関数モデルを作成する。例えば図16は、図11に
示した線幅モデル格納部64に格納されるデータを示し
ている。この線幅モデルCDは、上記時間x1及び
x2、塗布現像処理装置1内の温度x3[℃]及び塗布現
像処理装置1内の気圧x4[hPa](温度x3及び気圧
x4は、上述したように、図1に示す各センサSa〜S
dにより得られる。)の各パラメータを用いて、 線幅モデルCD[nm]=a1x1+a1x2+a3x3
+a4x4+a5 (a1,a2,a3,a4,a5は定数) と表され、例えば、 線幅モデルCD[nm]=0.02x1+0.03x2+
0.54x3 +0.65x4−466.608 というモデル式で表すことができる。このモデル式は実
験により作成したものである。
【0082】このようなモデル式で実際に形成されるで
あろう線幅を求める。そして、これら各パラメータ
x1,x2,x3,x4における多数のデータ値から所
望の線幅が算出されるデータ値のみ、すなわち正常デー
タ値のみを収集する。
あろう線幅を求める。そして、これら各パラメータ
x1,x2,x3,x4における多数のデータ値から所
望の線幅が算出されるデータ値のみ、すなわち正常デー
タ値のみを収集する。
【0083】同様に、図17は、図11に示した膜厚モ
デル格納部65に格納されるデータを示している。この
膜厚モデルは、上記気圧y1と、カップ温度y2と、湿
度y 3とを用いて、上記線幅モデルと同様に、 膜厚モデルT=b1y1+b2y2+b3y3+b4 (b1,b2,b3,b4は定数) と表すことができる。このようなモデル式で実際に形成
されるであろう膜厚を求める。そして、これら各パラメ
ータy1,y2,y3における多数のデータ値から所望
の膜厚が算出されるデータ値のみ、すなわち正常データ
値のみを収集する。
デル格納部65に格納されるデータを示している。この
膜厚モデルは、上記気圧y1と、カップ温度y2と、湿
度y 3とを用いて、上記線幅モデルと同様に、 膜厚モデルT=b1y1+b2y2+b3y3+b4 (b1,b2,b3,b4は定数) と表すことができる。このようなモデル式で実際に形成
されるであろう膜厚を求める。そして、これら各パラメ
ータy1,y2,y3における多数のデータ値から所望
の膜厚が算出されるデータ値のみ、すなわち正常データ
値のみを収集する。
【0084】このようにして収集された正常データ値に
基づき、主成分分析技術を用いて主成分を少なくとも2
つ求める(ステップ12)。主成分分析の目的は、一般
に、可能な限り少ない合成変数(主成分)で、可能な限
り多くの情報を把握することである。図18は、主成分
を求めることにより得られる正常領域を示す図である。
図示するX軸及びY軸は、それぞれ主成分を示してお
り、例えば、 X=c1x1−c2x2+c3y1−c4y2 (c1,c2,c3,c4は定数) Y=−d1x1+d2x2−d3y1+d4y2 (d1,d2,d3,d4は定数) と定義される。この主成分X,Yの式は、各パラメータ
の重み関数である。ここで、x1,x2,y1,y
2は、それぞれ上記したように各パラメータおける多数
のデータ値から所望の膜厚が算出される正常データ値で
ある。そしてこの主成分に基づいて、正常領域Rを作成
する(ステップ13)。
基づき、主成分分析技術を用いて主成分を少なくとも2
つ求める(ステップ12)。主成分分析の目的は、一般
に、可能な限り少ない合成変数(主成分)で、可能な限
り多くの情報を把握することである。図18は、主成分
を求めることにより得られる正常領域を示す図である。
図示するX軸及びY軸は、それぞれ主成分を示してお
り、例えば、 X=c1x1−c2x2+c3y1−c4y2 (c1,c2,c3,c4は定数) Y=−d1x1+d2x2−d3y1+d4y2 (d1,d2,d3,d4は定数) と定義される。この主成分X,Yの式は、各パラメータ
の重み関数である。ここで、x1,x2,y1,y
2は、それぞれ上記したように各パラメータおける多数
のデータ値から所望の膜厚が算出される正常データ値で
ある。そしてこの主成分に基づいて、正常領域Rを作成
する(ステップ13)。
【0085】このように正常領域Rを作成することによ
り、この正常領域Rを、実際に製品ウェハの製造段階で
レジストパターンを形成するときの指標とすることがで
きる。すなわち、領域R内にある各ウェハのデータ値は
線幅及び膜厚が正常であり、所望のレジストパターンが
得られると予測されるウェハを集積したものである。そ
して、実際の製造段階において、例えば正常領域R外の
領域Uにあるデータ値P1、P2等は不良ウェハとする
ことができる。従って、本実施形態では、より高精度な
管理の下でレジストパターンを形成することができ、精
密な形状を有する所望のレジストパターンの形成を行う
ことができる。
り、この正常領域Rを、実際に製品ウェハの製造段階で
レジストパターンを形成するときの指標とすることがで
きる。すなわち、領域R内にある各ウェハのデータ値は
線幅及び膜厚が正常であり、所望のレジストパターンが
得られると予測されるウェハを集積したものである。そ
して、実際の製造段階において、例えば正常領域R外の
領域Uにあるデータ値P1、P2等は不良ウェハとする
ことができる。従って、本実施形態では、より高精度な
管理の下でレジストパターンを形成することができ、精
密な形状を有する所望のレジストパターンの形成を行う
ことができる。
【0086】また、正常領域Rに代えてX軸及びY軸の
原点からの距離rを定義して、このrの範囲内に各ウェ
ハのデータ値があれば正常とするようにしてもよい。
原点からの距離rを定義して、このrの範囲内に各ウェ
ハのデータ値があれば正常とするようにしてもよい。
【0087】また、正常領域R外にあるデータの個数が
所定の数を超えたときに、塗布現像処理装置1における
レジストパターンの形成状況が異常とみなすようにする
ことも可能である。この場合、例えば、警告ブザーや警
告灯、あるいは操作ディスプレイ上の警告表示等を用い
て警告することができ、またこの場合、塗布現像処理装
置1を停止する等して不良ウェハを削減することができ
る。
所定の数を超えたときに、塗布現像処理装置1における
レジストパターンの形成状況が異常とみなすようにする
ことも可能である。この場合、例えば、警告ブザーや警
告灯、あるいは操作ディスプレイ上の警告表示等を用い
て警告することができ、またこの場合、塗布現像処理装
置1を停止する等して不良ウェハを削減することができ
る。
【0088】更に、従来においては、熱処理系ユニッ
ト、レジスト塗布処理ユニット、現像処理ユニット等の
各ユニットごと及び装置内の各センサ(S1〜S4)ご
とに加熱処理温度、装置内の気圧、温度、カップCPの
温度、レジスト温度等を独立して制御していたため、こ
れら加熱処理温度、レジスト温度等に何らかの相関関係
がある場合には、所望の形状のレジストパターンを得る
ことができなかった。
ト、レジスト塗布処理ユニット、現像処理ユニット等の
各ユニットごと及び装置内の各センサ(S1〜S4)ご
とに加熱処理温度、装置内の気圧、温度、カップCPの
温度、レジスト温度等を独立して制御していたため、こ
れら加熱処理温度、レジスト温度等に何らかの相関関係
がある場合には、所望の形状のレジストパターンを得る
ことができなかった。
【0089】すなわち、図13、図14及び図15に示
すように、例えば、各ユニットごと及び各センサごと
に、任意の時間経過の加熱温度X、気圧Y、レジスト温
度Zをプロットし、これらの点X,Y,Zそれぞれが、
従来まで所望のレジストパターンを得るための許容範囲
と考えられていた加熱温度許容範囲t1〜t2、気圧許
容範囲h1〜h2、レジスト温度許容範囲k1〜k2に
ある場合であっても、実際には所望の形状のレジストパ
ターンが得られておらず、不良ウェハが続出していた。
その原因は、各図に示す点X,Y,Z全てがそれぞれ、
たまたま許容範囲の上限すれすれの値にあり、これによ
って所望のレジストパターンが得られたものとしていた
ことによるものと考えられる。これに対し本実施形態で
は、既述のように各ユニット及び各センサからの様々な
データを総合的・全体的に判断しているため、このよう
な問題が生じることはない。
すように、例えば、各ユニットごと及び各センサごと
に、任意の時間経過の加熱温度X、気圧Y、レジスト温
度Zをプロットし、これらの点X,Y,Zそれぞれが、
従来まで所望のレジストパターンを得るための許容範囲
と考えられていた加熱温度許容範囲t1〜t2、気圧許
容範囲h1〜h2、レジスト温度許容範囲k1〜k2に
ある場合であっても、実際には所望の形状のレジストパ
ターンが得られておらず、不良ウェハが続出していた。
その原因は、各図に示す点X,Y,Z全てがそれぞれ、
たまたま許容範囲の上限すれすれの値にあり、これによ
って所望のレジストパターンが得られたものとしていた
ことによるものと考えられる。これに対し本実施形態で
は、既述のように各ユニット及び各センサからの様々な
データを総合的・全体的に判断しているため、このよう
な問題が生じることはない。
【0090】また、逆に、図13に示すように従来の加
熱温度許容範囲t1〜t2を超えた加熱温度(Q点)で
加熱処理されたウェハは不良ウェハとしていたが、この
ようにたまたま加熱処理温度のみが許容範囲を超えて
も、他のパラメータが許容範囲内であれば、所望のレジ
ストパターンが得られる場合もある。従って、本実施形
態によれば様々なデータを総合的・全体的に判断してい
るため、Q点で示すように許容範囲t1〜t2を超えた
場合であっても良品のウェハが製造される場合があり、
これにより、より高精度なレジストパターンの管理を行
うことができる。
熱温度許容範囲t1〜t2を超えた加熱温度(Q点)で
加熱処理されたウェハは不良ウェハとしていたが、この
ようにたまたま加熱処理温度のみが許容範囲を超えて
も、他のパラメータが許容範囲内であれば、所望のレジ
ストパターンが得られる場合もある。従って、本実施形
態によれば様々なデータを総合的・全体的に判断してい
るため、Q点で示すように許容範囲t1〜t2を超えた
場合であっても良品のウェハが製造される場合があり、
これにより、より高精度なレジストパターンの管理を行
うことができる。
【0091】更に、例えば図19に示すように、正常領
域R内にないデータの、当該正常領域Rに対する相対位
置関係を求め、この相対位置関係に基づき異常の原因を
追求することができる。図19では、データが全体的に
正常領域Rから破線で示す領域に矢印の方向に移動した
状態を示している。このように、正常領域内にないデー
タと正常領域Rとの相対位置関係を求めることにより、
基板不良の原因となるパラメータや依存度等を容易に把
握することができ、問題に対する迅速な対処が可能とな
る。
域R内にないデータの、当該正常領域Rに対する相対位
置関係を求め、この相対位置関係に基づき異常の原因を
追求することができる。図19では、データが全体的に
正常領域Rから破線で示す領域に矢印の方向に移動した
状態を示している。このように、正常領域内にないデー
タと正常領域Rとの相対位置関係を求めることにより、
基板不良の原因となるパラメータや依存度等を容易に把
握することができ、問題に対する迅速な対処が可能とな
る。
【0092】図20は現像処理における現像時間と線幅
との関係を示しており、現像時間が長いほど線幅は小さ
くなる明らかな相関関係を有することがわかっている。
従って、この現像時間もパラメータの1つして採り入れ
ることにより、容易かつ精密に線幅の制御及び管理を行
うことができる。
との関係を示しており、現像時間が長いほど線幅は小さ
くなる明らかな相関関係を有することがわかっている。
従って、この現像時間もパラメータの1つして採り入れ
ることにより、容易かつ精密に線幅の制御及び管理を行
うことができる。
【0093】また、レジスト膜形成時におけるウェハW
の回転数とレジスト膜厚とについても、図21に示すよ
うに、回転数が大きいほど膜厚が小さくなるような明ら
かな相関関係があることがわかっているので、このウェ
ハの回転数もパラメータの1つして採り入れることによ
り、容易かつ精密にレジスト膜の制御及び管理を行うこ
とができる。
の回転数とレジスト膜厚とについても、図21に示すよ
うに、回転数が大きいほど膜厚が小さくなるような明ら
かな相関関係があることがわかっているので、このウェ
ハの回転数もパラメータの1つして採り入れることによ
り、容易かつ精密にレジスト膜の制御及び管理を行うこ
とができる。
【0094】更に、図22及び図23に示すように、線
幅及び膜厚は、それぞれポストエクスポージャーベーキ
ングユニット(PEB)における加熱温度及びプリベー
キングユニット(PAB)における加熱温度に対して比
例的な関係を有していることがわかっているので、これ
ら加熱温度をパラメータとして採り入れるようにしても
よい。
幅及び膜厚は、それぞれポストエクスポージャーベーキ
ングユニット(PEB)における加熱温度及びプリベー
キングユニット(PAB)における加熱温度に対して比
例的な関係を有していることがわかっているので、これ
ら加熱温度をパラメータとして採り入れるようにしても
よい。
【0095】本発明は以上説明した実施形態には限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。
れるものではなく、種々の変形が可能である。
【0096】例えば、上記実施形態では、レジストパタ
ーンの形状のうち線幅及び膜厚のみを関数モデルとした
が、これに限らず、更にレジストパターンのサイドウォ
ール、アスペクト比、パターン間のピッチ等についても
関数モデルを作成し、より精密なレジストパターンの管
理を行うようにしてもよい。
ーンの形状のうち線幅及び膜厚のみを関数モデルとした
が、これに限らず、更にレジストパターンのサイドウォ
ール、アスペクト比、パターン間のピッチ等についても
関数モデルを作成し、より精密なレジストパターンの管
理を行うようにしてもよい。
【0097】また、上記実施形態で説明したパラメータ
として、加熱温度や現像時間だけでなく、現像液の濃度
及び温度、レジストの温度やノズルからのレジストの吐
出速度等を採り入れるようにしてもよい。更に、パラメ
ータとして露光装置100で露光処理する場合の露光量
(Dose)をも採り入れることができる。例えば露光
量(mJ)と線幅(nm)との関係はほぼ比例する関係
にあることが分かっているからである。また、露光フォ
ーカス値も採り入れるようにしてもよい。
として、加熱温度や現像時間だけでなく、現像液の濃度
及び温度、レジストの温度やノズルからのレジストの吐
出速度等を採り入れるようにしてもよい。更に、パラメ
ータとして露光装置100で露光処理する場合の露光量
(Dose)をも採り入れることができる。例えば露光
量(mJ)と線幅(nm)との関係はほぼ比例する関係
にあることが分かっているからである。また、露光フォ
ーカス値も採り入れるようにしてもよい。
【0098】また、上記実施形態では、図18に示すよ
うに主成分を2つとしたが、これより多くして多次元的
にデータ管理することも可能である。
うに主成分を2つとしたが、これより多くして多次元的
にデータ管理することも可能である。
【0099】更には、第1の主搬送装置A1及び第2の
主搬送装置A2によるウェハの搬送時間についても線幅
やレジスト膜厚の変動に影響を及ぼす要因の1つと考え
られるため、この搬送時間をもパラメータとして採り入
れるようにしてもよい。
主搬送装置A2によるウェハの搬送時間についても線幅
やレジスト膜厚の変動に影響を及ぼす要因の1つと考え
られるため、この搬送時間をもパラメータとして採り入
れるようにしてもよい。
【0100】本発明の別の実施の形態について説明す
る。上記の実施の形態では、多変量解析のうち主成分分
析を用いたが、本実施の形態では多変量解析のうち判別
分析を用いてデータの分析を行う。より具体的には、例
えば膜厚正常値の時のデータ群からマハラノビス(Maha
lanobis)の基準空間を求め、膜厚が未知のウェハにつ
いて基準空間からのマハラノビスの距離を算出すること
で、未知のデータに係るウェハの膜厚が正常であるかを
判断するものである。
る。上記の実施の形態では、多変量解析のうち主成分分
析を用いたが、本実施の形態では多変量解析のうち判別
分析を用いてデータの分析を行う。より具体的には、例
えば膜厚正常値の時のデータ群からマハラノビス(Maha
lanobis)の基準空間を求め、膜厚が未知のウェハにつ
いて基準空間からのマハラノビスの距離を算出すること
で、未知のデータに係るウェハの膜厚が正常であるかを
判断するものである。
【0101】図24は、例えばレジストの膜厚が正常値
である、ウェハごとの各センサデータ値及びレジスト膜
厚が正常値か否か未知の、ウェハごとの各センサデータ
値を示す表である。膜厚が正常値であるか否かは、上記
したように膜厚モデルTから算出することができる。
である、ウェハごとの各センサデータ値及びレジスト膜
厚が正常値か否か未知の、ウェハごとの各センサデータ
値を示す表である。膜厚が正常値であるか否かは、上記
したように膜厚モデルTから算出することができる。
【0102】この表では、ウェハW1〜W218は膜厚
が正常値のウェハであり、ウェハW219〜430は膜
厚が未知のウェハを示している。また、X1〜X5は各
センサデータ値を示しており、上記実施の形態では例え
ば気圧やカップ温度等のパラメータ値である。
が正常値のウェハであり、ウェハW219〜430は膜
厚が未知のウェハを示している。また、X1〜X5は各
センサデータ値を示しており、上記実施の形態では例え
ば気圧やカップ温度等のパラメータ値である。
【0103】図26は、本実施の形態に用いられる制御
系のブロック図であり、この制御系は上記図11で示し
た制御部35に含まれるものである。この制御系は、マ
ハラノビスの距離の算出プログラム格納部94と、判断
プログラム格納部95と、マハラノビス基準空間格納部
92とを有し、更にCPU90、RAM91を有する。
マハラノビス基準空間格納部92は、マハラノビスの距
離の算出プログラムにより正常時のデータを有するウェ
ハ(例えばウェハW1〜W218)に対してのみ算出さ
れた基準空間を格納する。判断プログラム格納部95
は、未知のウェハ(例えばウェハW219〜430)に
対してのみ算出されたマハラノビスの距離を把握してそ
れらのウェハ上の膜厚が正常であるか否かの判断を行う
プログラムを格納する。CPU90は所定の演算処理を
行う。RAM91は所定の処理のために一時的にデータ
を記憶する。
系のブロック図であり、この制御系は上記図11で示し
た制御部35に含まれるものである。この制御系は、マ
ハラノビスの距離の算出プログラム格納部94と、判断
プログラム格納部95と、マハラノビス基準空間格納部
92とを有し、更にCPU90、RAM91を有する。
マハラノビス基準空間格納部92は、マハラノビスの距
離の算出プログラムにより正常時のデータを有するウェ
ハ(例えばウェハW1〜W218)に対してのみ算出さ
れた基準空間を格納する。判断プログラム格納部95
は、未知のウェハ(例えばウェハW219〜430)に
対してのみ算出されたマハラノビスの距離を把握してそ
れらのウェハ上の膜厚が正常であるか否かの判断を行う
プログラムを格納する。CPU90は所定の演算処理を
行う。RAM91は所定の処理のために一時的にデータ
を記憶する。
【0104】以下、マハラノビスの基準空間及びマハラ
ノビスの距離について説明する。
ノビスの距離について説明する。
【0105】図25は、図24に示したウェハW1〜W
218についての変数X1〜X5の平均値及び標準偏差
を示している。マハラノビスの基準空間はこれら平均
値、標準偏差、相関係数により求められる。相関係数
は、例えば変数x,yがあるとすると、x,yの共分散
をxの標準偏差とyの標準偏差との積で割った値で表さ
れる。マハラビスの基準空間は、実際には、正常膜厚を
有するウェハW1〜W218についての下記のようにマ
ハラノビスの距離を求めることで把握される正常時の空
間である。このように求めた基準空間でのマハラノビス
の距離の平均は1となる。
218についての変数X1〜X5の平均値及び標準偏差
を示している。マハラノビスの基準空間はこれら平均
値、標準偏差、相関係数により求められる。相関係数
は、例えば変数x,yがあるとすると、x,yの共分散
をxの標準偏差とyの標準偏差との積で割った値で表さ
れる。マハラビスの基準空間は、実際には、正常膜厚を
有するウェハW1〜W218についての下記のようにマ
ハラノビスの距離を求めることで把握される正常時の空
間である。このように求めた基準空間でのマハラノビス
の距離の平均は1となる。
【0106】マハラビスの距離は、図27に示す式
(1)で表される。Rは相関係数行列、R−1はその逆
行列、Tはベクトルの転置、kは変数の個数を表してい
る。x1は、変数X1からX1の平均を引き、更にX1
の標準偏差で割ったものであり(これを一般に「規準
化」(Normalization)という。)、例えばx1を例に
挙げると、式(2)で表される。このような計算をx2
〜x5について同様に行うと、ベクトルνTは式(3)
で表される。また、相関係数行列Rとその逆行列は式
(4)で示される。このようにベクトルνT(またはベ
クトルν)と相関係数行列Rが求まれば、式(1)より
マハラノビスの距離が求められる。例えばマハラノビス
の距離は0.64となる。
(1)で表される。Rは相関係数行列、R−1はその逆
行列、Tはベクトルの転置、kは変数の個数を表してい
る。x1は、変数X1からX1の平均を引き、更にX1
の標準偏差で割ったものであり(これを一般に「規準
化」(Normalization)という。)、例えばx1を例に
挙げると、式(2)で表される。このような計算をx2
〜x5について同様に行うと、ベクトルνTは式(3)
で表される。また、相関係数行列Rとその逆行列は式
(4)で示される。このようにベクトルνT(またはベ
クトルν)と相関係数行列Rが求まれば、式(1)より
マハラノビスの距離が求められる。例えばマハラノビス
の距離は0.64となる。
【0107】このようなマハラノビスの距離の算出をウ
ェハW220〜W430に対して行うことにより得られ
た結果を図28に示す。横軸はウェハWのナンバーであ
り、縦軸はマハラビスの距離である。基準空間でのマハ
ラビスの距離の平均は1となるので、1に近いほど良品
となり、1より距離が遠いほど不良品のとなる傾向があ
ると判断することができる。この判断は、上記判断プロ
グラムで行う。
ェハW220〜W430に対して行うことにより得られ
た結果を図28に示す。横軸はウェハWのナンバーであ
り、縦軸はマハラビスの距離である。基準空間でのマハ
ラビスの距離の平均は1となるので、1に近いほど良品
となり、1より距離が遠いほど不良品のとなる傾向があ
ると判断することができる。この判断は、上記判断プロ
グラムで行う。
【0108】より具体的な方法として、例えば良品か否
かの判断するための閾値を定める。例えば、マハラノビ
スの距離をMDとすると、MD<2.0の場合は正常と
し、そのまま処理を続行し、2.0<MD<20の場合
は、上記実施の形態で説明したように線幅モデルCDや
膜厚モデルTに基づき現像時間やウェハの回転数等の補
正を行い、20<MDの場合は、明らかに異常と思われ
るため装置1の運転を停止する、等の対処方法が考えら
れる。マハラビスの距離の閾値は2.0に限られず適宜
変更することももちろん可能である。
かの判断するための閾値を定める。例えば、マハラノビ
スの距離をMDとすると、MD<2.0の場合は正常と
し、そのまま処理を続行し、2.0<MD<20の場合
は、上記実施の形態で説明したように線幅モデルCDや
膜厚モデルTに基づき現像時間やウェハの回転数等の補
正を行い、20<MDの場合は、明らかに異常と思われ
るため装置1の運転を停止する、等の対処方法が考えら
れる。マハラビスの距離の閾値は2.0に限られず適宜
変更することももちろん可能である。
【0109】本実施の形態では、膜厚だけに限らず線幅
等についても同様に正常であるかを判断することができ
る。
等についても同様に正常であるかを判断することができ
る。
【0110】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板周囲の環境を全体的に分析し、高精度なレジストパ
ターンの管理を行うことができる。またこれにより、歩
留まりの向上を図ることができる。
基板周囲の環境を全体的に分析し、高精度なレジストパ
ターンの管理を行うことができる。またこれにより、歩
留まりの向上を図ることができる。
【図1】本発明の一実施形態に係る塗布現像処理装置の
平面図である。
平面図である。
【図2】図1に示す塗布現像処理装置の正面図である。
【図3】図1に示す塗布現像処理装置の背面図である。
【図4】一実施形態に係る主ウェハ搬送装置を示す斜視
図である。
図である。
【図5】図1に示す塗布現像処理装置の清浄空気の流れ
を説明するための正面図である。
を説明するための正面図である。
【図6】一実施形態に係るレジスト塗布処理ユニットを
示す平面図である。
示す平面図である。
【図7】図6に示すレジスト塗布処理ユニットを示す断
面図である。
面図である。
【図8】一実施形態に係る現像処理ユニットを示す断面
図である。
図である。
【図9】一実施形態に係るプリベーキングユニット又は
ポストエクスポージャーベーキングユニットを示す平面
図である。
ポストエクスポージャーベーキングユニットを示す平面
図である。
【図10】図9に示すユニットの断面図である。
【図11】本発明に係る塗布現像処理装置を制御する制
御系を示す構成図である
御系を示す構成図である
【図12】本発明に係る塗布現像処理装置の一連の処理
工程を示すフロー図である。
工程を示すフロー図である。
【図13】加熱系処理ユニットにおける加熱温度の時間
経過を示すグラフである。
経過を示すグラフである。
【図14】塗布現像処理装置内における気圧の時間経過
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図15】レジスト温度の時間経過を示すグラフであ
る。
る。
【図16】線幅モデル格納部に格納される線幅モデルを
示す図である。
示す図である。
【図17】膜厚モデル格納部に格納される膜厚モデルを
示す図である。
示す図である。
【図18】主成分分析によるデータベースを示す図であ
る。
る。
【図19】図18のデータベースにおけるデータ値の変
動を示す図である。
動を示す図である。
【図20】現像時間と線幅との相関関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図21】ウェハの回転数と膜厚との相関関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図22】ポストエクスポージャーベーキングユニット
における加熱温度と、線幅との相関関係を示すグラフで
ある。
における加熱温度と、線幅との相関関係を示すグラフで
ある。
【図23】プリベーキングユニットにおける加熱温度
と、膜厚との相関関係を示すグラフである。
と、膜厚との相関関係を示すグラフである。
【図24】レジストの膜厚が正常値である、ウェハごと
の各センサデータ値及びレジスト膜厚が正常値か否か未
知の、ウェハごとの各センサデータ値を示す表である。
の各センサデータ値及びレジスト膜厚が正常値か否か未
知の、ウェハごとの各センサデータ値を示す表である。
【図25】図24に示したウェハW1〜W218につい
ての変数X1〜X5の平均値及び標準偏差を示す表であ
る。
ての変数X1〜X5の平均値及び標準偏差を示す表であ
る。
【図26】本発明の別の実施の形態に用いられる制御系
のブロック図である。
のブロック図である。
【図27】マハラビスの距離を求めるための計算式であ
る。
る。
【図28】正常か否かの未知のウェハのマハラビスの距
離を示すグラフである。
離を示すグラフである。
W...半導体ウェハ
A1…第1の主ウェハ搬送装置
A2…第2の主ウェハ搬送装置
CP...カップ
Sa〜Sd…温度・気圧センサ
S1…気圧センサ
S2…カップ温度センサ
S3…湿度センサ
S4…温度センサ
x1,x2,x3,x4…線幅モデルの各パラメータ
y1,y2,y3…膜厚モデルの各パラメータ
CD…線幅モデル
T…膜厚モデル
R…正常データ領域
COT…レジスト塗布処理ユニット
DEV…現像処理ユニット
PAB…プリベーキングユニット
PEB…ポストエクスポージャーベーキングユニット
1…塗布現像処理装置
35…制御部
61…センサ計測データ格納部
62…ウェハデータ格納部
63…プロセスレシピデータ格納部
64…線幅モデル格納部
65…膜厚モデル格納部
100...露光装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
H01L 21/30 569F
(72)発明者 上村 良一
東京都港区赤坂五丁目3番6号 TBS放
送センター 東京エレクトロン株式会社内
(72)発明者 田中 道夫
東京都港区赤坂五丁目3番6号 TBS放
送センター 東京エレクトロン株式会社内
Fターム(参考) 2H096 AA25 GA60 HA01
5F046 JA01 JA13 JA21 JA24 JA27
KA10 LA03 LA14 LA19
Claims (32)
- 【請求項1】 基板上にレジスト膜を形成して露光処理
及び現像処理を行うことにより、所望のレジストパター
ンを形成する基板処理方法において、 前記レジストパターンを形成する際に関与する複数のパ
ラメータを抽出し、これらパラメータのうち、前記所望
のレジストパターンの形成に寄与する正常データ値を収
集する工程と、 前記正常データ値に基づき少なくとも2つの主成分を求
め、所望のレジストパターンを形成する際の指標となる
正常領域を作成する工程とを具備することを特徴とする
基板処理方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の基板処理方法におい
て、 前記複数のパラメータは、レジストの膜厚、又はレジス
トパターンの線幅の変動要因パラメータであることを特
徴とする基板処理方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載の基板処理方法におい
て、 少なくとも前記レジスト膜の形成及び現像処理を1つの
装置内で行い、 前記露光処理終了後現像処理前に、基板に対し第1の熱
的処理を行う工程と、前記レジスト膜の形成後露光処理
前に、基板に対し第2の熱的処理を行う工程とを更に具
備し、 前記線幅の変動要因パラメータは、少なくとも、前記露
光処理終了後から前記第1の熱的処理が開始されるまで
の時間と、前記第2の熱的処理後の基板の待機時間と、
前記装置内の温度と、装置内の気圧とを含むことを特徴
とする基板処理方法。 - 【請求項4】 請求項3に記載の基板処理方法におい
て、 前記線幅の変動要因パラメータは、前記現像の時間、又
は、第1の熱的処理の温度を更に含むことを特徴とする
基板処理方法。 - 【請求項5】 請求項2に記載の基板処理方法におい
て、 前記レジスト膜の形成は、基板を容器内で回転させるこ
とによりレジスト膜を形成するものであって、 前記膜厚の変動要因パラメータは、少なくとも、レジス
ト膜形成時における気圧と、前記容器の温度と、湿度と
を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載の基板処理方法におい
て、 前記膜厚の変動要因パラメータは、前記基板の回転数、
又は、第2の熱的処理の温度を更に含むことを特徴とす
る基板処理方法。 - 【請求項7】 請求項1から請求項6のうちいずれか1
項に記載の基板処理方法において、 前記正常領域内にないデータの個数が所定数より多いと
き、レジストパターンの形成状況が異常であるものとみ
なす工程を更に具備することを特徴とする基板処理方
法。 - 【請求項8】 請求項7に記載の基板処理方法におい
て、 前記正常領域内にないデータの、当該正常領域に対する
相対位置関係を求める工程と、 前記相対位置関係に基づき前記異常の原因を追求する工
程とを更に具備することを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項9】 請求項2に記載の基板処理方法におい
て、 前記線幅の変動要因パラメータは、前記露光処理時にお
ける露光量を含むことを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項10】 (a)基板上に所望のレジストパター
ンを形成する際に関与する複数のパラメータに基づき多
変量解析を行う工程と、 (b)前記多変量解析による解析データに基づき、実際
に基板上に形成されたレジストパターンが正常であるか
否かの判断を行う工程とを具備することを特徴とする基
板処理方法。 - 【請求項11】 請求項10に記載の基板処理方法にお
いて、 前記複数のパラメータは、基板上に形成されたレジスト
膜の膜厚、又はレジストパターンの線幅の変動要因パラ
メータであることを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項12】 請求項10に記載の基板処理方法にお
いて、 前記工程(a)は、 (c)主成分分析を行う工程を具備することを特徴とす
る基板処理方法。 - 【請求項13】 請求項12に記載の基板処理方法にお
いて、 前記複数のパラメータのうち所望のレジストパターンの
形成に寄与する正常データ値を収集する工程を更に具備
し、 前記工程(c)は、前記正常データ値に基づき少なくと
も2つの主成分を求め、所望のレジストパターンを形成
する際の指標となる正常領域を作成する工程を具備する
とともに、 前記工程(b)は、前記正常領域に基づき基板上に形成
されたレジストパターンが正常であるか否かの判断を行
う工程と具備することを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項14】 請求項10に記載の基板処理方法にお
いて、 前記工程(a)は、 (d)判別分析を行う工程を具備することを特徴とする
基板処理方法。 - 【請求項15】 請求項14に記載の基板処理方法にお
いて、 前記複数のパラメータのうち所望のレジストパターンの
形成に寄与する正常データ値を収集する工程を更に具備
し、 前記工程(d)は、前記正常データ値に基づきマハラノ
ビスの基準空間を作成する工程を具備するとともに、 前記工程(b)は、前記マハラノビスの基準空間に基づ
き基板上に形成されたレジストパターンが正常であるか
否かの判断を行う工程と具備することを特徴とする基板
処理方法。 - 【請求項16】 (a)基板上に所望のレジスト膜を形
成する際に関与する複数のパラメータに基づき多変量解
析を行う工程と、 (b)前記多変量解析による解析データに基づき、実際
に基板上に形成されたレジストの膜厚が正常であるか否
かの判断を行う工程とを具備することを特徴とする基板
処理方法。 - 【請求項17】 基板上にレジスト膜を形成して該基板
を露光装置に受け渡し、該露光装置から受け取った基板
に現像処理を行うことにより、所望のレジストパターン
を形成する基板処理装置において、 前記レジストパターンを形成する際に関与する複数のパ
ラメータを抽出し、これらパラメータのうち、前記所望
のレジストパターンの形成に寄与する正常データ値を収
集する手段と、 前記正常データ値に基づき少なくとも2つの主成分を求
め、所望のレジストパターンを形成する際の指標となる
正常領域を作成する手段とを具備することを特徴とする
基板処理装置。 - 【請求項18】 請求項17に記載の基板処理装置にお
いて、 前記複数のパラメータは、レジストの膜厚、又はレジス
トパターンの線幅の変動要因パラメータであることを特
徴とする基板処理装置。 - 【請求項19】 請求項18に記載の基板処理装置にお
いて、 前記露光処理終了後現像処理前に、基板に対し第1の熱
的処理を行う手段と、前記レジスト膜の形成後露光処理
前に、基板に対し第2の熱的処理を行う手段とを更に具
備し、 前記線幅の変動要因パラメータは、 少なくとも、前記露光処理終了後から前記第1の熱的処
理が開始されるまでの時間と、前記第2の熱的処理後の
基板の待機時間と、当該基板処理装置内の温度と、基板
処理装置内の気圧とを含むことを特徴とする基板処理装
置。 - 【請求項20】 請求項19に記載の基板処理装置にお
いて、 前記線幅の変動要因パラメータは、 前記現像の時間、又は、第1の熱的処理の温度を更に含
むことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項21】 請求項18に記載の基板処理装置にお
いて、 前記レジスト膜の形成は、基板を容器内で回転させるこ
とによりレジスト膜を形成するものであって、 前記膜厚の変動要因パラメータは、 少なくとも、レジスト膜形成時における気圧と、前記容
器の温度と、湿度とを含むことを特徴とする基板処理装
置。 - 【請求項22】 請求項21に記載の基板処理装置にお
いて、 前記膜厚の変動要因パラメータは、 前記基板の回転数、又は、第2の熱的処理の温度を更に
含むことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項23】 請求項19に記載の基板処理装置にお
いて、 前記レジスト膜を形成するレジスト膜形成部と、前記第
1及び第2の熱的処理を行う熱処理部と、前記現像処理
を行う現像処理部と、少なくとも前記レジスト膜形成
部、熱処理部及び現像処理部の間で基板の受け渡しを行
う搬送機構とを有し、 前記線幅又は膜厚の変動要因パラメータは、 前記搬送機構による基板の搬送時間を更に含むことを特
徴とする基板処理装置。 - 【請求項24】 請求項17から請求項23のうちいず
れか1項に記載の基板処理装置において、 前記正常領域内にないデータの個数が所定数より多いと
き、レジストパターンの形成状況が異常であるものとみ
なす手段を更に具備することを特徴とする基板処理装
置。 - 【請求項25】 請求項18に記載の基板処理装置にお
いて、 前記線幅の変動要因パラメータは、前記露光処理時にお
ける露光量を含むことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項26】 基板上に所望のレジストパターンを形
成する際に関与する複数のパラメータに基づき多変量解
析を行う多変量解析手段と、 前記多変量解析による解析データに基づき、実際に基板
上に形成されたレジストパターンが正常であるか否かの
判断を行う判断手段とを具備することを特徴とする基板
処理装置。 - 【請求項27】 請求項26に記載の基板処理装置にお
いて、 前記複数のパラメータは、基板上に形成されたレジスト
膜の膜厚、又はレジストパターンの線幅の変動要因パラ
メータであることを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項28】 請求項26に記載の基板処理装置にお
いて、 前記多変量解析手段は、主成分分析を行う主成分分析手
段を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項29】 請求項28に記載の基板処理装置にお
いて、 前記複数のパラメータのうち所望のレジストパターンの
形成に寄与する正常データ値を収集する手段を更に具備
し、 前記主成分分析手段は、前記正常データ値に基づき少な
くとも2つの主成分を求め、所望のレジストパターンを
形成する際の指標となる正常領域を作成する手段を具備
するとともに、 前記判断手段は、前記正常領域に基づき基板上に形成さ
れたレジストパターンが正常であるか否かの判断を行う
手段を具備することを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項30】 請求項26に記載の基板処理装置にお
いて、 前記多変量解析手段は、判別分析を行う判別分析手段を
具備することを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項31】 請求項30に記載の基板処理装置にお
いて、 前記複数のパラメータのうち所望のレジストパターンの
形成に寄与する正常データ値を収集する手段を更に具備
し、 前記判別分析手段は、前記正常データ値に基づきマハラ
ノビスの基準空間を作成する手段を具備するとともに、 前記判断手段は、前記マハラノビスの基準空間に基づき
基板上に形成されたレジストパターンが正常であるか否
かの判断を行う手段を具備することを特徴とする基板処
理装置。 - 【請求項32】 基板上に所望のレジスト膜を形成する
際に関与する複数のパラメータに基づき多変量解析を行
う多変量解析手段と、 前記多変量解析による解析データに基づき、実際に基板
上に形成されたレジストの膜厚が正常であるか否かの判
断を行う判断手段とを具備することを特徴とする基板処
理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002370903A JP2003273009A (ja) | 2002-01-08 | 2002-12-20 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002-1394 | 2002-01-08 | ||
JP2002001394 | 2002-01-08 | ||
JP2002370903A JP2003273009A (ja) | 2002-01-08 | 2002-12-20 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003273009A true JP2003273009A (ja) | 2003-09-26 |
Family
ID=29217778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002370903A Pending JP2003273009A (ja) | 2002-01-08 | 2002-12-20 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003273009A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-12-20 JP JP2002370903A patent/JP2003273009A/ja active Pending
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