JP5258082B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents
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Description
さらに、フォトリソグラフィ工程後は、前記レジストパターンをマスクとして、ウエハ上の下地膜、例えば酸化膜を除去するエッチング処理が行われ、所定のパターンが形成される。
即ち、そのような構成を有することにより、複数のウエハを同様のモジュールに分配して並列処理を行い、生産性を向上することが可能となる。
このような課題に対しては、塗布現像装置及びエッチング装置の夫々において、パターン特性値のばらつきを無くすための補正手段を設け対応している。
尚、特許文献1には、塗布現像装置における加熱処理の補正値(オフセット値)を調整することによりパターンの特性値を目標値に近似させる基板処理装置が開示されている。
そのため、塗布現像装置側のモジュールとエッチング装置側のチャンバとの組み合わせに起因するパターン特性値のばらつきが生じ、そのばらつきは、前記組み合わせによっては、個々のモジュール、チャンバでの補正では補正不可能な残差が生じるという課題があった。
また、前記制御手段は、前記決定されたモジュールとチャンバとの組み合わせに基づき、各モジュールと各チャンバにおける処理上の補正値を決定することが望ましい。
このようにすれば、パターンの特性値が略均一となる上に、生産性も向上させることができる。
このように構成すれば、前記モジュールと前記チャンバとの組み合わせの選択肢を増やすことができ、パターンの特性値をより均一とすることができ、また、基板の処理効率がよくなるため、生産性も向上させることができる。
このように構成すれば、各レジストパターン形成装置と各エッチングパターン形成装置の夫々において、処理が終了した基板をすぐに測定検査することができるため、基板の滞留を低減し、生産性を向上させることができる。
また、前記決定されたモジュールとチャンバとの組み合わせに基づき、各モジュールと各チャンバにおける処理上の補正値を決定することが望ましい。
このようにすれば、パターンの特性値が略均一となる上に、生産性も向上させることができる。
図1に示すように、基板処理装置100は、被処理基板である半導体ウエハW(以下、単にウエハWと呼ぶ)に夫々所定のレジストパターンを形成するための複数(本実施形態では3台)のレジストパターン形成装置Li1〜Li3を備える。
さらに、基板処理装置100は、それらレジストパターン形成装置Li1〜Li3とエッチングパターン形成装置Et1〜Et3とからなる装置群の全体動作を制御し、それら装置から送信される情報を管理するホストコンピュータ600(制御手段)を具備している。
尚、本実施の形態においては、夫々3台のレジストパターン形成装置Li1〜Li3とエッチングパターン形成装置Et1〜Et3とを備える構成を例に説明するが、本発明の基板処理装置及び基板処理方法においては、それら各装置の数は限定されるものではない。
尚、図3は、図2に示される塗布現像装置101の正面図であり、図4は、塗布現像装置101の背面図である。
さらにウエハ搬送体7は、Z軸周りのθ方向に回転可能であり、後述する処理ステーション3側の第3の処理装置群G3に属する温調ユニット60やトランジションユニット61に対してもアクセスできるようになされている。
処理ステーション3において、図1中の下側に、カセットステーション2側から第1の処理装置群G1、第2の処理装置群G2が順に配置されている。また、図1中の上側に、カセットステーション2側から第3の処理装置群G3、第4の処理装置群G4及び第5の処理装置群G5が順に配置されている。
第3の処理装置群G3と第4の処理装置群G4との間には、第1の搬送装置10が設けられ、この第1の搬送装置10は、第1の処理装置群G1、第3の処理装置群G3及び第4の処理装置群G4内の各処理装置に選択的にアクセスしてウエハWを搬送できるようになされている。
また、第1の処理装置群G1には、ウエハWに所定の液体を供給して処理を行う液処理装置、例えば図3に示すようにウエハWにレジスト液を塗布するレジスト塗布処理ユニット(COT)20、21、22、露光処理時の光の反射を防止する反射防止膜を形成するボトムコーティングユニット(BARC)23、24が下から順に5段に重ねられている。
また、第1の処理装置群G1及び第2の処理装置群G2の最下段には、各処理装置群G1、G2内の液処理装置に各種処理液を供給するためのケミカル室(CHM)35、36がそれぞれ設けられている。
また、第2の搬送装置11のX方向正方向側には、例えばウエハWのエッジ部のみを選択的に露光する周辺露光ユニット(WEE)92が配置されている。
尚、前記したプリベーキングユニット(PAB)71〜74やポストエクスポージャベーキングユニット(PEB)86〜89等の各熱処理装置においては、ウエハを加熱するための熱処理板を備えている。
露光装置200における露光条件は、露光強度、露光時間、露光焦点(フォーカス)、露光合わせ位置とで決定されるが、それらのパラメータは、制御部500からの指令に基づき、露光装置200全体の制御を行うコントローラ210により制御されるようになされている。
尚、レジストパターン形成装置Li1〜Li3の各制御部500は、夫々ホストコンピュータ600に接続され、各形成装置Li1〜Li3における各ウエハWの測定結果及び各ウエハWを識別するためのウエハIDをホストコンピュータ600に供給するように構成されている。前記ウエハIDは、ホストコンピュータ600において、各ウエハWを特定するための情報として用いられる他に、各ウエハWがどのモジュールを経由して処理されたかを特定するための搬送情報を得るために用いられる。
図1に示すように、エッチングパターン形成装置Et1は、エッチング装置300を備えている。エッチング装置300は、塗布現像装置101及び露光装置200によるフォトリソグラフィ工程が終了したウエハWに対して、形成されたレジストパターンをマスクとしてウエハ上の下地膜、例えばSi酸化膜を除去するエッチング処理を行う。
また、エッチング装置300におけるエッチング条件は、エッチング時間やエッチングガスの組成比とで決定されるが、前記エッチング時間とは、ウエハWにエッチングガスを供給している時間であり、エッチングガス組成比はエッチングガスの種類や量で決定される。
尚、エッチングパターン形成装置Et1〜Et3における各制御部302は、夫々ホストコンピュータ600に接続され、各形成装置Et1〜Et3での測定結果及びウエハIDをホストコンピュータ600に供給するように構成されている。前記ウエハIDは、ホストコンピュータ600において、各ウエハWを特定するための情報として用いられる他に、各ウエハWがどのチャンバを経由して処理されたかを特定するための搬送情報を得るために用いられる。
尚、毎回のパターン形成処理においては、前回のパターン形成処理において求められた搬送アルゴリズムに基づき、各ウエハWの搬送が行われる。
尚、この実施の形態においては、例えば図6(a)に示すように予めウエハWの表面に有機下層膜などの下層膜Eが形成され、その上層の被加工膜としてのSOG(Spin On Glass)膜Fが形成されており、このSOG膜Fに対し合計2回のパターニングを行う場合を例に採って説明する。
このダブルパターニングの一つの方法としては、1回目のレジスト膜の形成、露光、現像により、レジスト膜とその下の現像可能な材料層(SOG膜)に第1のパターンを形成し、その後、前記第1のパターンのレジスト膜をエッチング処理により除去した後、2回目のレジスト膜の形成、露光、現像により、レジスト膜とその下の現像可能な材料層(SOG膜)に第2のパターンを形成するというものである。この第1のパターンと第2のパターンの合成により、微細なパターンが実現されている。
ここで、検査装置400によって得られたパターン特性値の測定結果は、ウエハIDと共に制御部500に送られ、制御部500は、それらの情報をホストコンピュータ600に送信する(図5のステップS3)。
検査装置400での測定が終了したウエハWは、図示しない搬送装置によって前記指定されたエッチングパターン形成装置Et(例えばエッチングパターン形成装置Et2とする)のエッチング装置300における所定のチャンバChに搬送される(図5のステップS5)。
ここで、検査装置301により得られたパターン特性値の測定結果は制御部302に送られ、制御部302は、その情報をホストコンピュータ600に送信する(図5のステップS8)。
詳しくは、各パターン形成装置Li1〜Li3、Et1〜Et3での各モジュールMd及び各チャンバChにおける処理後に測定された結果に基づき、先ず、各モジュールMd及び各チャンバChにおいて設定可能な補正(オフセット)値の範囲が求められる。
次いで、前記補正値の範囲を考慮し、各モジュールMd及び各チャンバChでの補正により、エッチング処理後のパターンの特性値を全てのウエハWについて所定値(目標値)とするためのモジュールMdとチャンバChとの組み合わせ、及びその組み合わせの場合のモジュールMd及びチャンバChにおける補正値が決定される。
さらに、この組み合わせによりウエハWの搬送ルート(搬送アルゴリズム)が決定されるが、その際、より生産性(単位時間あたりの処理枚数)を向上できるアルゴリズムが求められる(図5のステップS9)。尚、ここで求められたアルゴリズムは、次回のパターン形成処理において用いられる。
例えば、レジストパターン形成装置側のモジュールMdが、Md1〜Md4の4モジュール、エッチングパターン形成装置側のチャンバChが、Ch1〜Ch3の3チャンバである場合を例に説明する。
補正値の値を考慮して、エッチング処理後のパターン特性値が所定値(目標値)となる組み合わせが表1のようになる場合(モジュールMd1と組み合わせ可能なチャンバがCh1、2、3、モジュールMd2と組み合わせ可能なチャンバがCh1、2、モジュールMd3と組み合わせ可能なチャンバがCh3、モジュールMd4と組み合わせ可能なチャンバがCh1、3)には、単位時間の処理枚数を向上させるために、モジュールMd1とチャンバCh1、モジュールMd2とチャンバCh2、モジュールMd3とチャンバCh3、モジュールMd4とチャンバCh1を組み合わせとして決定する。
尚、この2回目のパターニングにおいて各処理を行うモジュール間の搬送ルートは、前回のパターニング、即ち1回目のパターニングの結果に基づき得られた搬送アルゴリズムに従って決定される。
露光の終了したウエハWは、ウエハ搬送体41によって、例えば露光後ベーク装置86に搬送され、そこで2回目の露光後ベークが行われる。
露光後ベークの終了したウエハWは、前記搬送アルゴリズムに従い、例えば現像処理装置31、ポストベーク装置76等に順に搬送されて、図7(b)に示すように2回目のレジストパターンK2が形成される。
ここで、検査装置400におけるレジストパターンK2に関する測定結果は、ウエハWの処理経路情報と共に制御部500に送られ、制御部500は、それらの情報をホストコンピュータ600に送信する(図5のステップS3)。
検査装置400での測定が終了したウエハWは、図示しない搬送装置によって前記指定されたエッチングパターン形成装置Et(例えばエッチングパターン形成装置Et1とする)のエッチング装置300における所定のチャンバChに搬送される(図5のステップS5)。
そして、ホストコンピュータ600は、レジストパターン形成処理後とエッチング処理後において夫々求められた各ウエハWのパターン特性値の測定結果に基づき、1回目のパターニング後と同様、各パターン形成装置Li1〜Li3、Et1〜Et3における各モジュールMd或いは各チャンバChでの補正(オフセット)値を演算により求める。
さらに、この組み合わせによりウエハWの搬送ルート(搬送アルゴリズム)が決定されるが、その際、より生産性(単位時間あたりの処理枚数)を向上できるアルゴリズムが求められる(図5のステップS9)。ここで求められたアルゴリズムは、次回のパターン形成処理において用いられる。
前記搬送アルゴリズムは、形成されたパターンの特性値測定結果に基づき、レジストパターン形成処理側(モジュールMd)とエッチング処理側(チャンバCh)との組み合わせを考慮された搬送ルートであり、各モジュールMd及び各チャンバChにおいて設定されている処理上の補正(オフセット)値は、前記搬送ルートに基づき設定された値である。
したがって、従来のようにレジストパターン形成側とエッチングパターン形成側との組み合わせに起因するパターン特性値のばらつきが生じることなく、エッチング処理後においては、処理した全てのウエハWについて、所定の目標値に近似した特性値を有するパターンを得ることができる。
しかしながら、本発明に係る基板処理装置は、その構成に限定されるものではない。即ち、検査装置がレジストパターン形成装置、エッチングパターン形成装置と通信可能に接続されていない場合であっても、検査装置で得られた測定結果を、オペレータ等を介して前記形成装置のデータ入力手段から入力することにより、本発明の実施は可能である。
また、前記実施の形態においては、被処理基板として半導体ウエハを例としたが、本発明における基板は、半導体ウエハに限らず、LCD基板、CD基板、ガラス基板、フォトマスク、プリント基板等も可能である。
101 塗布膜形成装置
200 露光装置
300 エッチング装置
301 検査装置(検査手段)
302 制御部
400 検査装置(検査手段)
500 制御部
600 ホストコンピュータ(制御手段)
Li レジストパターン形成装置
Et エッチングパターン形成装置
W 半導体ウエハ(基板)
Claims (8)
- 下地膜が成膜された基板に対し所定の処理を施すモジュールを複数備え、前記モジュールでの処理により基板上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成装置と、前記レジストパターンが形成された基板を収容するチャンバを複数備え、前記チャンバ内において前記レジストパターンをマスクとして前記下地膜をパターニングするエッチングパターン形成装置とを具備する基板処理装置であって、
前記レジストパターン形成装置及びエッチングパターン形成装置での処理後に夫々形成されたパターンの特性値を各基板について測定検査する検査手段と、
前記検査手段による各基板についての測定結果を管理すると共に、各基板が処理されたモジュール及びチャンバを特定するための搬送情報を管理する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記測定結果と搬送情報とに基づき、各モジュールにおいて施されるレジストパターン形成処理及び各チャンバにおいてなされるエッチングパターン形成処理について設定可能な補正値の範囲を求め、前記補正値の範囲内で補正される各モジュール及び各チャンバの中から、エッチング処理後のパターンの特性値が、全ての基板について所定の値に近似するよう前記モジュールと前記チャンバとの組み合わせを決定することを特徴とする基板処理装置。 - 前記制御手段は、前記決定されたモジュールとチャンバとの組み合わせに基づき、各モジュールと各チャンバにおける処理上の補正値を決定することを特徴とする請求項1に記載された基板処理装置。
- 前記制御手段は、前記モジュールと前記チャンバとの組み合わせを決定する際、単位時間当たりの処理枚数がより向上する組み合わせを選択することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された基板処理装置。
- 1つまたは複数の前記レジストパターン形成装置と、1つまたは複数の前記エッチングパターン形成装置とを備え、
前記制御手段は、前記1つまたは複数のレジストパターン形成装置が有する全てのモジュールと、前記1つまたは複数のエッチングパターン形成装置が有する全てのチャンバとの間で組み合わせを決定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載された基板処理装置。 - 前記検査手段は、各レジストパターン形成装置と各エッチングパターン形成装置について設けられることを特徴とする請求項4に記載された基板処理装置。
- 下地膜が成膜された基板に対し所定の処理を施すモジュールでの処理により基板上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンが形成された基板をチャンバ内に収容し、前記レジストパターンをマスクとして前記下地膜をエッチング処理する基板処理方法であって、
前記レジストパターン形成後とエッチング処理後の夫々において、形成されたパターンの特性値を各基板について測定検査するステップと、
前記各基板についての測定結果と、複数のモジュール及び複数のチャンバの中から各基板が処理されたモジュール及びチャンバを特定するための搬送情報とに基づき、各モジュールにおいて施されるレジストパターン形成処理の処理及び各チャンバにおいてなされるエッチングパターン形成処理について設定可能な補正値の範囲を求め、前記補正値の範囲内で補正される各モジュール及び各チャンバの中から、エッチング処理後のパターンの特性値が、全ての基板について所定の値に近似するよう前記モジュールと前記チャンバとの組み合わせを決定するステップとを実行することを特徴とする基板処理方法。 - 前記決定されたモジュールとチャンバとの組み合わせに基づき、各モジュールと各チャンバにおける処理上の補正値を決定することを特徴とする請求項6に記載された基板処理方法。
- 前記モジュールと前記チャンバとの組み合わせを決定する際、単位時間当たりの処理枚数がより向上する組み合わせを選択することを特徴とする請求項6または請求項7に記載された基板処理方法。
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