WO2003056610A1

WO2003056610A1 - Procede de traitement de substrat et dispositif de traitement de substrat

Info

Publication number: WO2003056610A1
Application number: PCT/JP2002/013320
Authority: WO
Inventors: Shuji Iwanaga; Kyoshige Katayama; Masahide Tadokoro; Michio Tanaka; Ryouichi Uemura
Original assignee: Tokyo Electron Limited
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2003-07-10
Also published as: AU2002357620A1; TWI258059B; TW200301849A

Description

明細書基板処理方法及ぴ基板処理装置技術分野

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イエ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。背景技術

半導体デバイスの製造におけるフォトリソグラフイエ程においては、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夕一ンを形成している。

このようなフォトリソグラフイエ程は、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ュニットゃ、ゥェハに現像液を供給して現像処理する現像処理ュニヅ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ュニットゃ冷却処理ュニットを有しており、更に、これら各処理ュ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。

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ュニッ卜における温度、現像処理における現像時間等を、各ュニットごとに厳しく管理している

(例えば、特開平 1 0— 2 7 5 7 5 5号公報（段落 [ 0 0 8 1 ]等参照）。レジストパターンの線幅の制御は、露光装置における露光条件である例えば露光光の強度やフォーカス値等を基にしてフィ一ドバック制御により行っている。また、レジスト膜厚の制御は、上記レジスト塗布処理ュニットにおけるウェハの回転数の影響が大きいことを考慮し、この回転数を基にしてフィ一ドバック制御により行っている。

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、当該各ュニットごとの処理条件に相関がある場合には、上記各ュニヅトごとのそれぞれ独立した管理は有効でない。

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、各処理ュ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。

上記のように露光光の強度やフォーカス値等を変えても微細化の傾向にある線幅を一定に制御することは困難になりつつある。また、レジスト膜厚についても同様に、レジスト塗布処理ュニット外における搬送時間や温湿度等、ウェハ周囲の環境がもたらす悪影響によって、精密な制御が困難となってきている。発明の開示

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。

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、所望のレジストパ夕一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一夕を抽出し、これらパラメ一夕のうち、前記所望のレジストパターンの形成に寄与する正常デ一夕値を収集する工程と、前記正常デ一夕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。

本発明は、先ずレジストパ夕一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一夕を抽出し、これら抽出された複数のパラメ一夕のうち、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夕一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、前記複数のパラメ一夕は、レジストの膜厚、又はレジストパ夕一ンの線幅に関するものであり、これらの変動要因パラメ一夕である。

また、これまで各ュ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、所望のレジストパ夕一ンの形成の際に影響を与える様々なパラメ一夕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夕一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夕一ンの形成を行うことができる。

本発明の一の形態では、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一夕は、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。これらのパラメ一夕は、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。また、前記複数のパラメ一夕は、前記線幅の変動要因パラメ一夕は、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 —夕であるので、これらのデ一夕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。

本発明の一の形態では、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一夕は、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。これらのパラメ一夕は、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 ο

本発明の一の形態では、前記膜厚の変動要因パラメ一夕は、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一夕であるので、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。

本発明の一の形態では、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夕一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。本発明の一の形態では、前記正常領域内にないデ一夕の、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、正常領域内になぃデ一夕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一夕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。

本発明の一の形態では、前記線幅の変動要因パラメ一夕は、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一夕であるので、このデ一夕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。

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一夕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 ο

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一夕に基づき多変量解析を行う。従来において各ュ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つたが、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一夕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夕一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。

本発明において、前記複数のパラメ一夕は、基板上に形成されたレジスト膜の膜厚、又はレジストパ夕一ンの線幅の変動要因パラメ一夕である。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、前記複数のパラメ一夕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、前記正常デ一夕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夕一ンを形成する際の指標として用いることで、レジストパ夕一ンが正常であるか否かを容易に判断することができる。ここでいぅ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夕 —ンを形成することに含まれるものとする。

本発明の一の形態では、（ d )判別分析を行う工程を具備する。例えば、前記複数のパラメ一夕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、前記正常デ一夕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。

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一夕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。

本発明では、各ュ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一夕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。

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一夕を抽出し、これらパラメ一夕のうち、前記所望のレジストパターンの形成に寄与する正常デ一夕値を収集する手段と、前記正常デ一夕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。

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一夕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。

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一夕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卜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。

上記目的を達成するため、本発明の基板処理装置は、少なくとも基板上にレジスト膜を形成し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、前記レジストパ夕一ンを形成する際に関与する複数のパラメ一夕に基づき作成された関数モデルを記憶する手段と、前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件及び現像処理条件のうち少なくとも 1つを制御する手段とを具備する。

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を複数抽出し、これらをパラメ一夕とする関数モデルの作成を行い、この関数モデルに基づいて、レジスト膜の形成条件及び現像処理条件のうち少なくとも 1つを制御する。これにより、例えば露光装置における露光条件だけでは精密な制御を行うことができないレジストパターンの線幅を、上記関数モデルによって予測することによりフィードフォヮ一ド制御が可能となる。また、レジスト膜形成時においてレジスト液を基板の回転により塗布する場合に、この基板の回転数をモニタ一しただけでは精密な制御を行うことができないレジスト膜厚を、上記関数モデルによって予測することによりフィードフォヮ一ド制御が可能となる。これによつて、パターン微細化の要求に対応して、より精密にパターンの線幅やレジスト膜厚を制御できる。さらに、例えば上記環境条件を常にモニタ一していれば、そのモニターした情報から関数モデルを用い線幅や膜厚を予測できるので、制御の応答が迅速化され、製品不良を極力低減させることができる。ここで、レジストパターンとは線幅だけでなくパターンラインのピヅチ、サイドウオール（側面の基板面に対する角度等）、アスペクト比も含む概念である。本発明の一の形態では、前記制御手段は、前記現像処理条件のうち現像時間を制御する。このように現像処理条件のうち最も線幅の変動に影響を及ぼすと考えられる現像時間を制御することにより、容易かつ精密に線幅を制御することができる。

本発明の一の形態では、前記レジスト膜の形成は、基板を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、前記制御手段は、前記レジスト膜形成条件のうち前記基板の回転数を制御する。このようにレジスト膜形成条件のうち、最もレジスト膜厚の変動に影響を及ぼすと考えられる基板の回転数を制御することにより、迅速かつ精密に線幅を制御することができる。

本発明の一の形態では、前記関数モデルは前記レジストの種類ごとに作成する。例えばレジストの濃度や粘度等の違いに応じて前記関数モデルを作成することができるので、これらレジス卜の種類に応じてレジスト膜の形成条件、現像処理条件を制御することができる。

本発明の基板処理装置は、基板上にレジスト膜を形成して該基板を露光装置に渡し、該露光装置から受け取った基板に第 1の熱的処理を行った後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に基づき作成された関数モデルを記憶する手段と、前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件、現像処理条件及び第 1の熱的処理条件のうち少なくとも 1つを制御する手段とを具備する。

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を複数抽出し、これをパラメ一夕とする関数モデルの作成を行い、この関数モデルに基づいて、レジスト膜の形成条件、現像処理条件及び第

1の熱的処理条件のうち少なくとも 1つを制御する。これにより、例えば露光装置における露光条件だけでは精密な制御を行うことができないレジストパターンの線幅を、上記関数モデルによって予測することによりフイードフォワード制御が可能となる。また、レジスト膜形成時においてレジスト液を基板の回転により塗布する場合に、この基板の回転数をモニタ —しただけでは精密な制御を行うことができないレジスト膜厚を、上記関数モデルによって予測することによりフィードフォヮ一ド制御が可能となる。これによつて、パターン微細化の要求に対応して、より精密にパ夕 —ンの線幅やレジスト膜厚を制御できる。

本発明の一の形態では、前記レジスト膜形成後に第 2の熱的処理を行う手段を更に具備し、前記関数モデルは、前記レジストパターンの線幅に関するものであり、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、基板処理装置内の温度と、当該基板処理装置内の気圧とを前記パラメ一夕としている。これらのパラメ一夕は、レジストパターンの線幅及びレジスト膜厚のうち、特に線幅の変動に大きな影響を及ぼすものであるため、これらをパラメ一夕とする関数モデルを作成することにより、上記のように各処理条件等を制御し精密に線幅の管理を行うことができる。

また、これらのパラメ一夕のうち、「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」及び「前記第 2の熱的処理後の基板の待機時間」は、「時間」のパラメ一夕であり、例えば、本基板処理装置内の各処理ユニットが複数あって枚葉処理である場合には、当該「時間」のパラメ一夕は基板 1枚ごとに異なるパラメ一夕であるため、この線幅の制御は基板ごとに行うことが好ましい。

本発明の一の形態では、前記制御手段は、前記現像処理条件のうち現像時間を制御する。現像時間と線幅との関係はほぼ逆比例関係にあることが分かっており、これを制御することにより、容易かつ精密に線幅を制御することができる。本発明の一の形態では、前記制御手段は、前記現像処理条件のうち当該現像処理に用いる現像液の濃度及び現像液の温度のいずれかを更に制御する。このように、現像時間の他にも第 1の熱的処理の温度、時間及び昇降温速度のいずれかを制御し、より高精度な線幅の管理を行うことができる。

本発明の一の形態では、前記制御手段は、前記第 1の熱的処理条件のうち少なくとも当該第 1の熱的処理の温度、時間及び昇降温速度のいずれかを制御する。これにより、例えば第 1の熱的処理が加熱処理である場合に、この加熱処理温度と線幅との関係はほぼ逆比例関係にあることが分かつているので、これを制御することにより、容易かつ精密に線幅を制御することができる。

本発明の一の形態では、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、前記関数モデルは、レジスト膜厚に関するものであり、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、湿度とを前記パラメ一夕としている。これらのパラメ一夕は、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大きな影響を及ぼすものであるため、これらをパラメ一夕とする関数モデルを作成することにより、上記のように各処理条件等を制御し精密にレジスト膜厚の管理を行うことができる。

本発明の一の形態では、前記制御手段は、前記レジスト膜形成条件のうち前記基板の回転数を制御する。基板回転数とレジスト膜厚との関係に相関があることが分かっており、これを制御することにより、容易かつ精密にレジスト膜厚を制御することができる。

本発明の一の形態では、前記制御手段は、前記レジストの温度及びレジス卜の吐出速度のいずれかを更に制御する。このように、基板回転数の他にもレジストの温度及びレジストの吐出速度のいずれかを制御し、より高精度な線幅の管理を行うことができる。

本発明の一の形態では、前記レジスト膜形成後に第 2の熱的処理を行う手段を更に具備し、前記制御手段は、前記第 2の熱的処理条件のうち少なくとも当該第 2の熱的処理の温度、時間及び昇降温速度のいずれかを制御する。これらの条件もレジスト膜厚の変動に影響を及ぼすため、より高精度な線幅の管理を行うことができる。

本発明の一の形態では、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、前記関数モデルは、前記搬送機構による基板の搬送時間を更にパラメ一夕としている。この搬送機構によるレジスト膜形成部、熱処理部及び現像処理部間における基板の搬送時間が、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一夕として関数モデルを作成する。これにより、上記のように各処理条件等を制御し精密に線幅等の管理を行うことができる。

本発明の基板処理装置は、基板上にレジスト膜を形成した後熱的処理を行うことにより、所望のレジスト膜を形成する基板処理装置において、前記レジスト膜を形成する際に関与する複数のパラメ一夕に基づき作成された関数モデルを記憶する手段と、前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件及び熱的処理条件のうち少なくとも 1つを制御する手段とを具備!"る o

本発明では、所望レジスト膜を形成する際に影響を及ぼす基板周囲の環境条件を複数抽出し、これをパラメ一夕とする関数モデルの作成を行い、この関数モデルに基づいて、レジスト膜の形成条件及び熱的処理条件のうち少なくとも 1つを制御する。これにより、レジスト膜形成時においてレジスト液を基板の回転により塗布する場合に、この基板の回転数をモニタ一しただけでは精密な制御を行うことができないレジスト膜厚を、上記関数モデルによって予測することによりフィードフォヮ一ド制御が可能となる。これによつて、パターン微細化の要求に対応して、より精密にパ夕 —ンの線幅やレジスト膜厚を制御できる。ここで前記関数モデルは、前記レジスト膜の形成が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、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、湿度とを前記パラメ一夕としている。

本発明の一の形態では、前記制御手段により制御された前記レジスト膜形成条件で形成されたレジスト膜厚を検査する膜厚検査手段を更に具備し、前記制御手段は、前記膜厚検査手段により検査されたレジスト膜厚に基づき前記レジスト膜形成条件を補正するレジスト膜形成条件補正手段を具備する。例えばフィードフォワード制御のみでは、レジスト膜の形成に関与する上記複数パラメ一夕のうち、実際にはモニタ一していないパラメ一夕の影響により膜厚が変動し、予測値が不正確になる場合がある。これに対し本発明では、膜厚検査を行ってレジスト膜形成条件を適応的に補正することにより、すなわちフィードバック制御を加えることにより高精度な膜厚の制御を行うことができ所望のレジスト膜を形成することができる。

本発明の一の形態では、例えばレジスト膜の形成を回転塗布で行う場合にはレジスト膜形成条件補正手段は基板の回転数を補正すればよい。本発明の一の形態では、前記制御手段により制御された前記現像処理条件で形成されたレジストパターンを検査するパターン検査手段を更に具備し、前記制御手段は、パターン検査手段により検査された前記レジストパターンに基づき現像処理条件を補正する現像処理条件補正手段を具備する。例えばフィードフォヮ一ド制御のみでは、レジストパ夕一ンの形成に関与する上記複数パラメ一夕のうち、実際にはモニタ一していないパラメ一夕の影響により例えば線幅が変動し、予測値が不正確になる場合がある。これに対し本発明では、レジストパターンの検査を行って現像処理条件を適応的に補正することにより、高精度な線幅の制御を行うことができ所望のレジストパターンを形成することができる。

本発明の一の形態では、例えば現像処理条件補正手段は現像時間を補正すればよい。

本発明の基板処理装置は、少なくとも基板上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜が形成された基板を露光装置に渡すとともに露光された基板を受け取り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一夕に基づき作成された関数モデルを記憶する手段と、前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件、現像処理条件及び露光処理条件のうち少なくとも 1つを制御する手段とを具備する。

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を複数抽出し、これらをパラメ一夕とする関数モデルの作成を行い、この関数モデルに基づいて、レジスト膜の形成条件、現像処理条件及び露光処理条件のうち少なくとも 1つを制御する。このように、本発明では上記レジス卜膜の形成条件、現像処理条件の制御に加え露光処理条件をも制御しているので、より精密にパターンの線幅やレジスト膜厚を制御でぎる。

本発明の一の形態では、前記制御手段は、前記現像処理条件のうち現像時間を制御する。

本発明の一の形態では、前記レジスト膜の形成は、基板を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、前記制御手段は、前記レジスト膜形成条件のうち前記基板の回転数を制御する。本発明の一の形態では、前記制御手段は、前記露光処理条件のうち前記露光量を制御する。露光量と線幅との関係はほぼ比例関係にあることが分かっているため、これを制御することにより、容易かつ精密に線幅を制御することができる。

本発明の一の形態では、前記制御手段により制御された前記レジスト腠形成条件で形成されたレジスト膜厚を検査する膜厚検査手段を更に具備し、前記制御手段は、前記膜厚検査手段により検査されたレジスト膜厚に基づき前記レジスト膜形成条件を補正するレジスト膜形成条件補正手段を具備する。例えば、本発明の一の形態では、前記レジスト膜の形成は、基板を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、前記レジスト膜形成条件補正手段は前記基板の回転数を補正する。

本発明の一の形態では、前記制御手段により制御された前記現像処理条件で形成されたレジストパターンを検査するパターン検査手段を更に具備し、前記制御手段は、パターン検査手段により検査された前記レジストパターンに基づき現像処理条件を補正する現像処理条件補正手段を具備する。例えば、前記現像処理条件補正手段は、現像時間を補正する。本発明の一の形態では、前記制御手段により制御された前記露光処理条件で形成されたレジストパターンを検査するパターン検査手段を更に具備し、前記制御手段は、パターン検査手段により検査された前記レジストパターンに基づき前記露光処理条件を補正する露光処理条件補正手段を具備する。例えばフィードフォヮ一ド制御のみでは、レジストパターンの形成に関与する上記複数パラメ一夕のうち、実際にはモニ夕一していないパラメ一夕の影響により例えば線幅が変動し、予測値が不正確になる場合がある。これに対し本発明では、レジストパターンの検査を行って露光処理条件を適応的に補正することにより、高精度な線幅の制御を行うことができ所望のレジストパターンを形成することができる。本発明の一形態として、例えば、前記露光処理条件補正手段は前記露光量を補正する。

本発明の基板処理方法は、基板上にレジスト膜を形成し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一夕に基づき関数モデルを作成する工程と、前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件及び現像処理条件のうち少なくとも 1つを制御する工程とを具備する。

本発明の基板処理方法は、少なくとも基板上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜が形成された基板を露光装置に渡すとともに露光された基板を受け取り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、（a ) 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一夕に基づき作成された関数モデルを作成する工程と、（b ) 前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件、現像処理条件及び露光処理条件のうち少なくとも 1つを制御する工程とを具備する。図面の簡単な説明

図 1は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。図 2は図 1に示す塗布現像処理装置の正面図である。

図 3は図 1に示す塗布現像処理装置の背面図である。

図 4は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 5は図 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。

図 6は一実施形態に係るレジスト塗布処理ュニットを示す平面図である o

図 7は図 6に示すレジスト塗布処理ュニットを示す断面図である。図 8は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 9は一実施形態に係るプリべ一キングュニット又はボストェクスポ一ジャ一ベ一キングュニットを示す平面図である。

図 1 0は図 9に示すュニットの断面図である。

図 1 1は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

図 1 2は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 —図である。

図 1 3は加熱系処理ュ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。

図 1 4は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。

図 1 5はレジスト温度の時間経過を示すグラフである。

図 1 6は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。図 1 7は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。図 1 8は主成分分析によるデータベースを示す図である。

図 1 9は図 1 8のデ一夕べ一スにおけるデ一夕値の変動を示す図である。

図 2 0は現像時間と線幅との相関関係を示すグラフである。

図 2 1は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。図 2 2はボストェクスポ一ジャ一ベーキングュニヅ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。

図 2 3はプリべ一キングュ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。

図 2 4は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一夕値及びレジスト膜厚が正常値か否か未知の、ゥヱハごとの各センサデ一夕値を示す表である。図 2 5は図 2 4に示したウェハ W 1 ~W 2 1 8についての変数 X 1〜 X 5の平均値及び標準偏差を示す表である。

図 2 6は本発明の別の実施の形態に用いられる制御系のプロック図でめ。

図 2 7はマハラビスの距離を求めるための計算式である。

図 2 8は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。

図 2 9は他の実施の形態に係る制御系を示す構成図である

図 3 0は他の実施の形態に係る一連の処理工程を示すフロー図である。図 3 1は現像時間と線幅との相関関係を示す図である。

図 3 2は更に他の実施形態に係る制御系を示すプロック図である。

図 3 3は図 3 2に示す制御系のコントロ一ラ部を示すブロック図である。

図 3 4はレジスト膜厚を制御対象とする制御フロー図である。

図 3 5はレジストパターンの線幅を制御対象とする制御フロー図である。

図 3 6は（a )、 ( b ) は露光量と線幅との関係を示し、（c ) は露光量の式を示す図である。

図 3 7は膜厚を制御対象とする場合の操作量の補正動作を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

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は正面図及ぴ背面図である ο この塗布現像処理装置 1は、被処理基板として半導体ゥェハ Wをゥェハカセット C Rで複数枚たとえば 2 5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、ウェハカセヅト C Rに対してウェハ Wを搬入 ' 搬出したりするためのカセヅトステーション 1 0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ュニットを所定位置に多段配置してなる処理ステ一シヨン 1 2と、この処理ステーション

1 2と隣接して設けられる露光装置 1 0 0との間でウェハ Wを受け渡しするためのイン夕一フェース部 1 4とを一体に接続した構成を有している。

カセヅトステーション 1 0では、図 1に示すように、カセヅト載置台 2 0上の突起 2 0 aの位置に複数、例えば 5個のウェハカセヅト C Rがそれそれのウェハ出入口を処理ステーション 1 2側に向けて X方向一列に載置され、カセヅト配列方向（X方向）およびウェハカセヅト C R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 2 2 が各ウェハカセヅト C R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 2 2は、 6> 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の処理ュニット部 G 3に属する熱処理系ュニヅトにもアクセスできるようになつている。

図 1に示すように処理ステーション 1 2は、装置背面側（図中上方）において、カセヅトステーション 1 0側から第 3の処理ュニヅト部 G 3、第 4の処理ュニット部 G 4及び第 5の処理ュニット部 G 5がそれそれ配置され、これら第 3の処理ュニット部 G 3と第 4の処理ュニヅト部 G 4との間には、一実施形態に係る第 1の主ウェハ搬送装置 A 1が設けられている。この第 1の主ウェハ搬送装置 A 1は、後述するように、この第 1の主ゥェハ搬送体 1 6が第 1の処理ュニヅト部 G 1、第 3の処理ュニット部 G 3及ぴ第 4の処理ユニット部 G 4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の処理ュニヅト部 G4と第 5の処理ュニヅト部 G5 との間には第 2の主ウェハ搬送装置 A 2が設けられ、第 2の主ウェハ搬送装置 A 2は、第 1と同様に、第 2の主ゥヱハ搬送体 17が第 2の処理ュニヅト部 G2、第 4の処理ュニット部 G 4及び第 5の処理ュニット部 G5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 1の主ゥヱハ搬送装置 A 1の背面側には熱処理ュ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ァドヒ一ジョンュニヅト（AD) 1 10、ウェハ Wを加熱する加熱ュニヅト（HP) 1 13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、アドヒージョンュニヅト（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 A 2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（WEE) 120、ゥヱハ Wに塗布されたレジスト膜厚を検査する膜厚検査装置 1 19及びレジストパ夕 —ンの線幅を検査する線幅検査装置 1 18が多段に設けられている。これら膜厚検査装置 1 19及び線幅検査装置 1 18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 A 2の背面側は、第 1の主ウェハ搬送装置 A 1の背面側と同様に熱処理ユニット（HP) 1 13が配置構成される場合もある。図 3に示すように、第 3の処理ュニット部 G 3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ュニット、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)、ゥヱハ 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)、ゥェハ搬送体 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ヨンユニット（TRS)、上下 2段にそれそ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の処理ュニット部 G 3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の処理ュニヅト部 G 4でも、例えばボストべ一キングュニヅト（POST)、ウェハ受け渡し部となるトランジシヨンュニヅト（TR S )、第 2の熱的処理としてレジスト膜形成後のゥヱハ Wに加熱処理を施すプリべ一キングユニット（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の処理ュニット部 G 5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ボストェクスポ一ジャーべ一キングユニット（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ヨンュニヅト（TR S)が例えば上から順に 10段に重ねられている。

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の処理ュニット部 G 1と第 2の処理ュニット部 G2とが Y方向に併設されている。この第 1の処理ュニット部 G 1とカセヅトステーション 10 との間及び第 2の処理ュニヅト部 G2とィン夕一フェース部 14との間には、各処理ュニット部 G 1及び G 2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がそれそれ設けられており、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ュニヅト部 G 1〜G 5内部に供給するためのダクト 3 1、 32が設けられている。

図 2に示すように、第 1の処理ュニット部 G 1では、力ヅプ CP内でゥェハ Wをスピンチヤックに載せて所定の処理を行う 5台のスピナ型処理ュニヅト、例えば、レジスト膜形成部としてのレジスト塗布処理ュニヅト ( C 0 T )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ュニヅト（BARC) が 2段、下方から順に 5 段に重ねられている。また第 2の処理ュニヅト部 G 2でも同様に、 5台のスピナ型処理ュニット、例えば現像処理部としての現像処理ュニット（D E V) が 5段に重ねられている。レジスト塗布処理ュニヅト（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。

また、第 1及び第 2の処理ュニット部 G 1及び G 2の最下段には、各処理ュニット部 G 1及び G 2に上述した所定の処理液を供給するケミカル室 (CHM) 26 , 2 7がそれそれ設けられている。

更に、処理ステーション 1 2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 S a， S b， S c， S dが備えられている。この 4つの温度 '気圧センサ S a, S b , S c , S d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。

ィン夕一フエース部 1 4の正面部には可搬性のピックァヅプカセヅト CRと定置型のバッファカセット BRが 2段に配置され、中央部にはゥェハ搬送体 27が設けられている。このゥヱハ搬送体 2 7は、 X, Z方向に移動して両カセット CR, B R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の処理ュニット部 G 5にもアクセスできるようになつている。更に、図 3に示すようにィン夕—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。

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 A 1を示す斜視図である。なお、第 2の主ゥヱハ搬送装置 A 2は第 1の主ゥヱハ搬送装置 A 1と同一であるのでその説明を省略する。

図 1に示すように、主ウェハ搬送装置 A 1は筐体 4 1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 4 1の図示を省略している。

図 4に示すように、この主ウェハ搬送装置 A 1の両端にはポール 3 3が垂設されており、主ウェハ搬送体 1 6 ( 1 7 ) がこのポール 3 3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 1 6における搬送基台 5 5にはウェハ Wを保持する 3つのピンセヅト 7 a〜7 cが備えられており、これらピンセット 7 a〜 7 cは搬送基台 5 5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 5 5の下部には、この搬送基台 5 5をま持する支持体 4 5が、 Θ 方向に回転可能な回転部材 4 6を介して接続されている。これにより、ゥェハ搬送体 1 6は 6>方向に回転可能となっている。支持体 4 5にはフランジ部 4 5 aが形成され、このフランジ部 4 5 aがポール 3 3に設けられた溝 3 3 aに摺動可能に係合しており、このポール 3 3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 1 6がこのポール 3 3に沿って垂直方向に移動可能となっている。なお、主ウェハ搬送装置 A 1の底部には、この搬送装置 A 1内部の気圧及び温湿度をコントロ一ルするファン 3 6が例えば 4つ設けられている。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、カセヅトステ一ション 1 0，処理ステーション 1 2およびィン夕一フェース部 1 4の上方にはエア供給室 1 0 a， 1 2 a , 1 4 aが設けられており、エア供給室 1 0 a， 1 2 a , 1 4 aの下面に防麈機能付きフィル夕例えば U L P Aフィル夕 1 0 1 , 1 0 2， 1 0 3が取り付けられている。各エア供給室の U L P Aフィル夕 1 0 1 , 1 0 2 , 1 0 3より清浄な空気がダウンフローで各部 1 0， 1 2， 1 4に供給され、これらエア供給室から処理ュニヅ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 3 1及ぴ 3 2から矢印方向（上向き）に供給される。

また、液供給系ュニヅト部（G 1、 G 2 ) のそれぞれ各ュニット全てにおいてこれらの上方にそれぞれファン ·フィル夕ュニット Fが取り付けられ、それそれ気圧を計測する気圧センサ S 1が設けられている。このファン ·フィルタュニット Fは、例えば U L P Aフィル夕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の処理ュニヅト部 G 3〜G 5における各ュニヅト、第 1、第 2の主ウェハ搬送装置 A 1 , A 2にも図示しないが同様のセンサが設けられている。

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卜塗布処理ユニット（C O T ) を示す平面図及び断面図である。このュニヅトでは、前述したように筐体 4 1，の上方にファン ' フィル夕ュニット Fが取り付けられており、下方においては筐体 4 1 ⁵ の Y方向の幅より小さいュニット底板 1 5 1の中央付近に環状のカツプ C Pが配設され、その内側にスピンチヤック 1 4 2が配置されている。このスピンチャック 1 4 2は真空吸着によってウェハ Wを固定保持した状態で、駆動モー夕 1 4 3の回転駆動力で回転するように構成されている。駆動モー夕 1 4 3は回転数コントロ一ラ 3 4の制御によりその回転数が制御されるようになつている。

カヅプ C Pの中には、ウェハ Wを受け渡しする際のピン 1 4 8が駆動装置 1 4 7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ツ夕 4 3が開いている間に、開口部 4 1 ' aを介してピンセット 7 aとの間でウェハの受け渡しが可能となる。またカツプ C P底部には、廃液用のドレイン口 1 4 5が設けられている。このドレイン口 1 4 5に廃液管 1 4 1が接続され、この廃液管 1 4 1はュニット底板 1 5 1と筐体 4 1 ⁵ 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。

M 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 1 3 5は、供給管 1 3 4を介してケミカル室（C H M ) 2 6 (図 2 ) 内の液供給機構（図示せず）に接続されている。ノズル 1 3 5は、カップ C P の外側に配設されたノズル待機部 1 4 6でノズルスキャンアーム 1 3 6 の先端部に着脱可能に取り付けられ、スピンチヤヅク 1 4 2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。ノズルスキヤンアーム 1 3 6は、ュニヅト底板 1 5 1の上に一方向（Y方向）に敷設されたガイドレール 1 4 4上で水平移動可能な垂直支持部材 1 4 9 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 1 4 9と一体に Y方向で移動するようになっている。

ノズルスキャンアーム 1 3 6は、ノズル待機部 1 4 6でノズル 1 3 5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方向駆動機構にょフて 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。

更にカヅプ C Pとノズル待機部 1 4 6との間には、ドレインカヅプ 1 3 8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 1 3 5の洗浄が行われるようになつている。

ガイドレール 1 4 4上には、上記したノズルスキャンアーム 1 3 6を支持する垂直支持部材 1 4 9だけでなく、リンスノズルスキャンアーム 1 3 9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 1 3 9の先端部にはサイドリンス用のリンスノズル

1 4 0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 1 3 9及びリンスノズル 1 4 0は、カップ C Pの側方に設定されたノズル待機位置と、スピンチヤヅク 1 4 2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つている。このレジスト塗布処理ュニヅト（CO T) 内には、前述したように気圧 y JhP a]を計測する気圧センサ S 1が設けられており、また、カップの温度 y ₂ [°C]を計測する力ップ温度センサ S 2及ぴュニット内の湿度 γ ₃[%]を計測する湿度センサ S 3が設けられている（図 1 7参照）。

図 8は、本発明の一実施形態に係る現像処理ユニット（D EV) 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ュニヅト（CO T) 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ュニット（CO T) 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。

ウェハ Wの表面に現像液を供給するためのノズル 1 5 3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。あるいはスリヅ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。

図 9及び図 1 0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べ一キングユニット（PAB)、ポストェクスポ一ジャーベ一キングユニット（PEB) の平面図及び断面図である。これら各べ一キングュニットは処理温度が相違するだけである。

図 9に示すように、これらのュニットは筐体 7 5に囲繞されており、処理室 3 0内において背面側には、温度コントロ一ラ 1 3 2による制御の下、ウェハ Wを載置させて例えば 1 0 0°C前後で加熱処理するための加熱板 8 6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 Ί 1が設けられている。

加熱板 8 6は支持体 88に支持されており、この支持体 8 8の下方部からウェハ Wを支持するための昇降ピン 8 5が昇降シリンダ 8 2により昇降可能に設けられている。また、加熱板 8 6の上部には、加熱処理の際に加熱板 8 6を覆う図示しないカバ一部材が配置されている。更に、この加熱板 8 6には加熱板 8 6の温度を計測する温度センサ S 4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一夕の 1つとして、後述するようにデ一夕ベースに蓄積されるようになつている。

温調プレート 7 1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 4 0 °C前後に調整して温度制御が行われるようになつている。この温調プレート 7 1は、図 9 に示すように切欠き 7 1 aが形成されており、この温調プレート 7 1の下方に埋没している昇降ピン 8 4が、昇降シリンダ 8 1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 7 1には、例えばモー夕 7 9 aによりレール 7 7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 8 6に対してウェハの受け渡しが行われるようになつている。

また、このプリべ一キングユニット（P A B )、ポストェクスポ一ジャ —ベ一キングュニヅト（P E B ) には、気圧コントロールのためのエアの流路 7 5 cが形成されており、この流路 7 5 cからのエアはファン 8 7 a を介して処理室 3 ◦に流入されるようになっている。また、処理室 3 0内のエアは両壁面に設けられたファン 8 7 bにより排気口 7 5 dから排気されるようになっている。

更にこの筐体 7 5の温調プレート側 7 1の一方の側面部分には、例えば第 4の処理ュニヅト部 G 4に関しては、第 1の主ウェハ搬送装置 A 1との間でウェハ Wの受け渡しを行うために、開口部 7 5 a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 A 2側の開口部に対向するように開口部 7 5 bが設けられている。これら開口部 7 5 a、 7 5 bにはそれそれ図示しない駆動部により開閉自在とされたシャッ夕 7 6 a、 7 6 bが設けられている。

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 °C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。図 1 1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)ヽプリべ一キングユニット（PAB)、ポストェクスポ一ジャーべ一キングュニヅト（PEB)及びセンサ S a〜S がパス 5に接続されている。図示は省略するが、ポストべ一キングュニヅト (POST)や冷却処理ュニヅト（CPL)等の他のュニヅト全て同様にバス 5に接続されている。

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一夕格納部 6 1、ウェハデ一夕格納部 62、プロセスレシピデ一夕格納部 63、線幅モデル格納部 64、膜厚モデル格納部 65がそれそれそれぞれ接続されている。

各センサ計測デ一夕格納部 6 1は、上記レジスト塗布処理ュニヅト（C OT) 内におけるセンサ S 1〜S 3、またセンサ Sa〜S dによる計測結果を記憶する。ウェハデ一夕格納部 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 C R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。プロセスレシビデ一夕格納部 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、所望のレジストパ夕一ンの線幅を得るために収集された複数のデ一夕（パラメ一夕）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、各センサ計測デ一夕格納部 6 1内のセンサデータ、プロセスレシピデ一夕格納部 63内のデ一夕等に基づき、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。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。先ず、カセットステーション 10において、ウェハ搬送体 22がカセヅト載置台 20上の処理前のウェハ Wを収容しているカセヅト CRにァクセスして、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 ·冷却処理ュニヅト（TCP) を介して第 1の主搬送装置 A 1に受け渡され、ボトムコ一ティングュニット（B AR C)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の処理ュニット部 G 3におけるべ一キング処理ュニヅ卜に搬送され、例えば 120°C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)、ゥェハ 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)。

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がゥェハ 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、駆動モー夕 143により例えば 100 r p m〜4000 r pm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。

レジスト膜が形成されると、第 1の主搬送装置 A 1によりウェハ Wはプリベ一キングュニヅト（PAB) に搬送される。ここでは先ず、図 9に示した温調プレート 7 1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 1 00°C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 7 1が加熱板 86側にアクセスしてゥェハ Wが温調プレート 7 1に受け渡され、温調プレート Ί 1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 A 1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 8 6による加熱処理が終了してから第 1の主搬送装置 A 1により取り出されるまでの時間を、プリべ一キングユニット（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、ゥ工ハ Wごとに異なる値となるため、それそれ識別子が付されたウェハごとに、ウェハデ一夕格納部 62に逐次記憶される。

次に、ゥヱハ Wは冷却処理ユニット（CPL) 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 1 1 9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。そしてゥヱハ Wは、第 5の処理ュニヅト部 G 5におけるトランジションュニヅト（ T R S )及びィン夕一フェース部 1 4を介して露光装置 1 00に受け渡されここで露光処理される（ステップ 7)。次に、ウェハ Wはィン夕一フェース部 14及び第 5の処理ュニヅト部 G 5におけるトランジシヨンユニット（TR S )を介して第 2の主搬送装置 A 2に受け渡された後、ポストェクスポ一ジャーべ一キングユニット（P EB) に搬送される。ポストェクスポ一ジャーべ—キングュニヅト（p EB) では、上記プリベ一キングユニット（PAB) 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ボストェクスポ—ジャーべ一キングュニッ卜（PEB) に搬入されて加熱処理が開始されるまでの時間を X i [秒]とする。この時間 X i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ゥヱハごとに、ゥェハデ一夕格納部 62に逐次記憶される。この後、冷却処理ユニット（CP L) で所定の冷却処理が行われる（ステップ 9)。

次に、ゥヱハ Wは現像処理ユニット（DEV) 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 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の周辺位置の上方まで移動する。続いて駆動モ一夕 1 43によりウェハ Wが例えば 10 r ρπ！〜 100 r pm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。

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の処理ュニヅト部 G 4におけるトランジシヨンュニヅト（TRS)、第 1の主搬送装置 A 1、第 3の処理ュニヅト部におけるトランジシヨンュニヅト（TR S)及びウェハ搬送体 22を介してカセヅトステーション 10におけるゥェハカセット C R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。図 1 3は、上記プリべ一キングュニヅト（P AB) 又はボストェクスポ —ジャーべ一キングュニヅト（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土 1〜 2°C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、この温度デ一夕をセンサ計測デ一夕格納部 6 1に記憶していく。これと同様に、冷却処理ユニット（C P L), 加熱処理ュニヅト（B AKE)、受け渡し ·冷却処理ュニット（T CP), ボストべ一キングュニット（P〇 S T)、温調プレート Ί 1等の熱的な処理を行うュニットについても温度デ一夕を例えばウェハごとに記憶していく。

図 1 4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ヅト（Β , C, D) していき、センサ計測デ一夕格納部 6 1に記憶していく。装置 1内の温度についても同様である。

図 1 5は、例えば時間経過とウェハに塗布されるレジス卜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) 2 6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一夕についても、上記熱処理系ュ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（Ε点）し、これをセンサ計測デ一夕格納部 6 1に記憶していく。

このように図 1 3、図 1 4及び図 1 5に示したパラメ一夕は装置 1内に存在する複数のパラメ一夕中のほんの一部であり、他にも、レジストパ夕ーンの形成の際にパターン形状に影響を与えるパラメ一夕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プリべ一キングュニヅト（PAB) における待機時間 x₂等も重要なパラメ一夕である。

以上のようにして抽出されたパラメ一夕のうち、所望の線幅又は膜厚の形成に寄与する正常デ一夕値を収集する（ステップ 1 1)。この正常デ一夕値であることを知るために、上記抽出された各パラメ一夕に基づき関数モデルを作成する。例えば図 16は、図 1 1に示した線幅モデル格納部 6 4に格納されるデ一夕を示している。この線幅モデル CDは、上記時間 X i及び x₂、塗布現像処理装置 1内の温度 x₃[°C]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 S a〜Sdにより得られる。）の各パラメ一夕を用いて、泉巾畐モデノレ CD[nm] = a iX i + a iX ₂ + a ₃x₃ + a₄x₄+ a ₅

( a！ , a 2 , a ₃ , a ₄ , a₅は定数) と表され、例えば、線幅モデル CD[nm]= 0. 02 x！ + 0. 03 x₂+ 0. 54 x ₃

+ 0. 65 x₄- 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。

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、これら各パラメ一夕 x_{l 3} x₂, x₃, x₄における多数のデ一夕値から所望の線幅が算出されるデータ値のみ、すなわち正常デ一夕値のみを収集す同様に、図 17は、図 1 1に示した膜厚モデル格納部 65に格納されるデ一夕を示している。この膜厚モデルは、上記気圧と、カップ温度 y₂ と、湿度 y₃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

(bい 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、これら各パラメ一夕 y₁₃ y ₂₅ y₃における多数のデ一夕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。

このようにして収集された正常デ一夕値に基づき、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、それそれ主成分を示しており、例えば、

X=c _{1 1}-c₂ X 2 + c₃yi-c₄y₂

( c 1， c ₂ , c ₃， c ₄ίま定数）

Y = -d₁x₁-t-d₂x₂-d₃yi + d₄y₂

(dい d₂, d₃, d₄は定数）と定義される。この主成分 X, Yの式は、各パラメ一夕の重み関数である。ここで、！， X _{2 3} y _{1 5} y ₂は、それそれ上記したように各パラメ一夕おける多数のデ一夕値から所望の膜厚が算出される正常デ一夕値である。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)。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、実際に製品ゥェ八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ゥ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にあるデ一夕値 Pい P ₂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夕 —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。

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、このの範囲内に各ウェハのデ一夕値があれば正常とするようにしてもよい。

また、正常領域 R外にあるデ一夕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。

更に、従来においては、熱処理系ュニット、レジスト塗布処理ュニット、現像処理ュニヅト等の各ュニヅトごと及び装置内の各センサ（S 1 ~ S 4 ) ごとに加熱処理温度、装置内の気圧、温度、カップ C P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夕一ンを得ることができなかった。

すなわち、図 1 3、図 1 4及び図 1 5に示すように、例えば、各ュ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 , Υ， Ζ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セ〜セ気圧許容範囲 h i h ^ レジスト温度許容範囲 ~ k ₂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全てがそれそれ、たまたま許容範囲の上限すれすれの値にあり、これによつて所望のレジストパ夕一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、既述のように各ュ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。

また、逆に、図 1 3に示すように従来の加熱温度許容範囲 t i〜t ₂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 —夕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 t i〜t ₂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。

更に、例えば図 1 9に示すように、正常領域 R内にないデ一夕の、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 1 9では、デ一夕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一夕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。

図 2 0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つている。従って、この現像時間もパラメ一夕の 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。

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 2 1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一夕の 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。

更に、図 2 2及び図 2 3に示すように、線幅及び膜厚は、それぞれボストェクスポ一ジャーべ一キングユニット（P E B ) における加熱温度及びプリべ一キングユニット（P A B ) 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一夕として採り入れるようにしてもよい。

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。

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ィドウオール、ァスぺクト比、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。また、上記実施形態で説明したパラメ一夕として、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、パラメ一夕として露光装置 1 0 0で露光処理する場合の露光量（D o s e ) をも採り入れることができる。例えば露光量（m J ) と線幅（n m) 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。また、上記実施形態では、図 1 8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。

更には、第 1の主搬送装置 A 1及び第 2の主搬送装置 A 2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一夕として採り入れるようにしてもよい。

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一夕群からマハラノビス（Mahalanobis)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、未知のデ一夕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。

図 2 4は、例えばレジス卜の膜厚が正常値である、ウェハごとの各センサデ一夕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一夕値を示す表である。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。

この表では、ウェハ W 1〜W 2 1 8は膜厚が正常値であるウェハであり、ウェハ W 2 1 9〜4 3 0は膜厚が未知のウェハを示している。また、 X I 〜X 5は各センサデ一夕値を示しており、上記実施の形態では例えば気圧や力ヅプ温度等のパラメ一夕値である。

図 2 6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 1 1で示した制御部 3 5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 9 4と、判断プログラム格納部 9 5と、マハラノビス基準空間格納部 9 2とを有し、更に C P U 9 0、 R A M 9 1を有する。マハラノビス基準空間格納部 9 2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一夕を有するウェハ（例えばウェハ W 1〜W 2 1 8 ) 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 9 5は、未知のウェハ（例えばウェハ W 2 1 9〜4 3 0 ) 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ゥ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。 C P U 9 0は所定の演算処理を行う。 R A M 9 1は所定の処理のために一時的にデ一夕を記憶する。

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。

図 2 5は、図 2 4に示したウェハ W 1〜W 2 1 8についての変数 X：!〜 X 5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、正常膜厚を有するゥェハ W 1〜W 2 1 8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。

マハラビスの距離は、図 2 7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（今、例えば k = 5 ) を表している。 X 1は、変数 X 1から X 1の平均を引き、更に X 1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 x 1を例に挙げると、式（2 ) で表される。このような計算を X 2〜x 5について同様に行うと、べクトルソ ^τ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 ^ ^τ (またはベクトルレ）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。例えばビスの距離は 0. 64となる。

このようなマハラノビスの距離の算出をウェハ W 220〜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のナンバ一であり、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。

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く 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 C D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。

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。

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記センサデ一夕等の各パラメ一夕を用いて膜厚や線幅を予測し、実際にフイードフォヮ一ド制御を行いつつ製品ウェハを製造するものである。

図 29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)、現像処理ュニヅト（DEV)、プリべ一キングュニヅト（PAB)ヽポストェクスポ一ジャーべ一キングュニヅト（P EB)及びセンサ S a〜S dがバス 5に接続されている。図示は省略するが、ポストべ一キングユニット (POST) や冷却処理ュニット（CPL)等の他のュニット全て同様にバス 5に接続されている。

またバス 5には制御部 3 5が接続され、この制御部 3 5には、例えば各センサ計測デ一夕格納部 6 1、ウェハデ一夕格納部 6 2、プロセスレシピデ一夕格納部 6 3、線幅モデル格納部 6 4、膜厚モデル格納部 6 5、現像時間一線幅モデル格納部 2 8、回転数—膜厚モデル格納部 2 9がそれそれ接続されている。

各センサ計測デ一夕格納部 6 1は、上記レジスト塗布処理ュニット（C ◦ T ) 内におけるセンサ S 1〜S 3、またセンサ S a ~ S dによる計測結果を記憶する。ウェハデ一夕格納部 6 2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 C Rに多段に収容されたウェハ順、例えばカセット C R内の上から順に付すようにすることができる。プロセスレシビデ一夕格納部 6 3はホス卜が要求した処理プロセスを記憶する。線幅モデル格納部 6 4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一夕を数式にして記憶している。膜厚モデル格納部 6 5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一夕を数式にして記憶している。現像時間一線幅モデル格納部 2 8は、現像時間とパターンの線幅との相関関係を例えば数式にして記憶している。回転数一膜厚モデル格納部 2 9も同様に、レジスト膜形成時におけるウェハの回転数とレジスト膜厚との相関関係を例えば数式にして記憶している。

次に、以上説明した塗布現像処理装置 1の一連の処理工程について、図

3 0に示すフローを参照しながら説明する。

先ず、カセヅトステーション 1 0において、ウェハ搬送体 2 2がカセヅト載置台 2 0上の処理前のゥヱハ Wを収容しているカセヅト C Rにァクセスして、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 A 1に受け渡され、ボトムコ一ティングュニヅト（B AR C) 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 30 1)。次に、ゥェハ Wは、第 3の処理ュニット部 G3におけるベーキング処理ュニットに搬送され、例えば 120°Cで所定の加熱処理が行われ（ステップ 302 )、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 03)、ウェハ Wは、レジスト塗布処理ュニヅト（COT) において、所望のレジスト膜が形成される（ステップ 304)。

このレジスト塗布処理ユニット（COT) では、ウェハ Wがカヅプ CP の直上位置まで搬送されてくると、先ず、ピン 148が上昇してゥヱハ W を受け取った後下降して、ウェハ Wはスピンチヤック 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がゥェハ Wの中心位置の上方まで移動する。そしてゥヱハ W中心に所定のレジスト液の吐出が行われた後に、駆動モー夕 143により例えば 1◦ 0 r p m〜4000 r pm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。

この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の関係には相関があり、例えば図 2 1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関係にある。

レジスト膜が形成されると、第 1の主搬送装置 A 1によりウェハ Wはプリベ一キングユニット（PAB) 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にゥヱハ 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°C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 7 1が加熱板 86側にアクセスしてウェハ Wが温調プレート 7 1に受け渡され、温調プレート Ί 1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 A 1により取り出されるまでウェハ Wは待機する（ステップ 305 )。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 A 1により取り出されるまでの時間を、プリべ一キングユニット（PAB) における待機時間 x ₂ [秒]とする。この待機時間 X ₂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、それそれ識別子が付されたウェハごとに、ゥヱハデータ格納部 62に逐次記憶される。

次に、ゥヱハ Wは冷却処理ユニット（CPL) で所定の温度で冷却処理される（ステップ 3 06 )。この後、ウェハ Wは第 2の主搬送装置 A 2により取り出され、膜厚検査装置 1 1 9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の処理ュニット部 G 5におけるトランジシヨンュニット（TRS)及びィン夕一フェース部 14 を介して露光装置 1 00に受け渡されここで露光処理される（ステップ 3 07)。

次に、ウェハ Wはィン夕一フェース部 14及び第 5の処理ュニヅト部 G 5におけるトランジシヨンュニヅト（TRS)を介して第 2の主搬送装置 A 2に受け渡された後、ポストェクスポ一ジャーべ一キングユニット（PE B) に搬送される。露光処理終了後、ウェハ Wはイン夕一フェース部 14 において一旦バヅファカセット B Rに収容される場合もある。

ポストェクスポ一ジャーべ一キングュニヅト（PEB) では、上記プリベ一キングユニット（PAB) 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 308 )。ここで、露光処理終了後からボストェクスポージャーべ一キングュニヅト（P E B) に搬入されて加熱処理が開始されるまでの時間を X i [秒]とする。この時間 X i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、ウェハデ一夕格納部 6 2に逐次記憶される。

次に、ゥヱハ Wは現像処理ユニット（D E V ) に搬送され現像処理が行われる（ステップ 3 0 9 )。この現像処理ユニット（D E V ) では、ウェハ Wがカップ C Pの直上位置まで搬送されてくると、まず、ピン 1 4 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 1 4 2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 1 3 5がウェハ Wの周辺位置の上方まで移動する。続いて駆動モー夕 1 4 3によりウェハ Wが例えば 1 0 r ρ π！〜 1 0 0 r p mで回転し、そしてノズル 1 3 5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。この現像処理における現像時間 tと線幅との関係には相関があり、例えば図 2 0に示すように、現像時間が長いほど線幅が小さくなるような関係にある。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。次に、ウェハ Wは第 2の主搬送装置 A 2により取り出され、第 4の処理ュニヅト部 G 4におけるトランジシヨンュニヅト（T R S)、第 1の主搬送装置 A 1、第 3の処理ュニヅト部におけるトランジシヨンュニヅト（T R S )及びウェハ搬送体 2 2を介してカセヅトステ一ション 1 0におけるゥェハカセヅト C Rに戻される。

なお、現像処理の後、ボストべ一キングュニット（P O S T ) により所定の加熱処理が行われる場合もある。また、現像処理の後、線幅検査装置 1 1 8において線幅の検査を行う場合もある。

本実施の形態では、図 1 6で示した線幅モデル C Dより、ウェハの現像処理前に、当該現像処理後の線幅を予測することができる。すなわち、現像時間 tと線幅との関係は予め実験により求められており、例えば図 3 1に示すような関係で表される。これにより所望の現像時間が得られる。

実際には、このように得られる線幅（C D ) とは別に、目標となる線幅 (所望の線幅）を入力し、図で表された式補正現像時間 [秒] = ( C D—目標線幅） ÷定数 A に C D値を代入することにより補正現像時間が決定される。このように求められた現像時間で上記のように現像処理することにより、所望の線幅のレジストパ夕一ンを現像することができる。

このように、レジストパターンを形成する際に影響を及ぼす、「露光処理終了後からポストェクスポ一ジャーべ一キングユニット（P E B ) における加熱処理が開始されるまでの時間と、「プリべ一キングュニット ( P A B ) における待機時間 x ₂」と、「塗布現像処理装置内の温度 X ₃」と、「塗布現像処理装置内の気圧 x ₄」とをパラメ一夕とする線幅モデルの作成を行い、この線幅モデルに基づいて、現像処理条件の 1つである現像時間 tを制御することにより、露光装置 1 0 0における露光条件だけでは精密な制御を行うことができない線幅を予測することができフィードフォヮ一ド制御が可能となる。これにより精密な線幅の制御を行うことができ、歩留まりの向上にも寄与する。

また、複数ある現像処理条件、例えば現像時間、現像液の濃度又は現像液の温度等のうち最も制御しやすい現像時間を制御することにより、容易に線幅を制御できる。

また、これらパラメ一夕のうち X i及び x ₂は時間に関するパラメ一夕であるため、このような線幅の制御をウェハごとに行うことは、本実施形態に係る枚葉処理の装置にとっては効果的である。すなわち、ウェハごとに当該時間が異なる場合があるからである。

更に、上記線幅モデルは、レジストの種類に応じて作成することにことにより、より、例えばレジストの濃度や粘度等の違いに応じて線幅モデルを作成することができるので、これらレジス卜の種類に応じて現像処理条件を制御することができる。これは、次に説明する膜厚制御の場合も同様である。

すなわち、本実施の形態では、図 17で示した膜厚モデル丁より、レジスト膜の形成前に、当該膜形成後の膜厚を予測することができる。図 17 は、図 29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。

上述のように、レジスト膜形成時におけるウェハの回転数と膜厚との関係は予め実験により求められているので（図 2 1参照）、これにより所望. のウェハの回転数が得られる。一例として、 T = 4050A (405 nm) であって、目標膜厚が 400 OA (400 nm) である場合に、例えば 3

500 r p mであったウェハの回転数を 3700 rpmとすることにより目標膜厚 4000 A (400 nm) を達成できる。

このように、レジスト膜を形成する際に影響を及ぼす、「気圧と、

「力ヅプ CPの温度 y₂」と、「ユニット内の湿度 y₃」とをパラメ一夕とする膜厚モデルの作成を行い、この膜厚モデルに基づいて、レジスト膜形成条件の 1つであるウェハの回転数を制御することにより、フィードフォワード制御が可能となる。すなわち、従来においては、気圧、カップ CP の温度及び湿度等のデ一夕は膜厚制御には用いられていなかつたが、本実施形態ではこれらのパラメ一夕を用いて膜厚を予測することにより、精密な膜厚の制御を行うことができる。これにより歩留まりの向上にも寄与す o また、複数あるレジスト膜形成条件、例えばウェハ回転数、レジスト液の温度、レジスト液の供給量又はレジストの吐出速度等のうち最も制御しやすいウェハの回転数を制御することにより、容易に膜厚を制御できる。また、これらのパラメ一夕 y _{1 3} y _{2 5} y 3には時間に関するものはないので、ウェハごとに膜厚を管理する必要はなく、例えば口ット単位でよい。図 2 2は、ポストェクスポ一ジャーべ一キングユニット（P E B ) における加熱温度と、レジストパターンの線幅との関係を示している。これにより、加熱温度が高いほど線幅が細くなる傾向にあることがわかる。これによって、図 3 1に示す場合と同様に、現像処理条件を制御する代わりに、上記線幅モデルを用いてポストェクスポ一ジャーべ一キングュニット（P E B ) における加熱温度を制御することにより、線幅をフィードフォヮ一ドで精密に制御できる。また、このような加熱温度の制御と現像時間の制御とを両方行うことにより、更に高精度に線幅を制御することができる。図 2 3も同様に、プリべ一キングユニット（P A B ) における加熱温度と、レジスト膜厚との関係を示している。これにより、加熱温度が高いほど膜厚が小さくなる傾向にあることがわかる。これによつて、図 2 1に示す場合と同様に、ウェハの回転数を制御する代わりに、上記膜厚モデルを用いプリべ一キングユニット（P A B ) における加熱温度を制御することにより、膜厚をフィードフォワードで精密に制御できる。また、このような加熱温度の制御とウェハ回転数の制御とを両方行うことにより、更に高精度に線幅を制御することができる。

更に本実施形態においては、線幅と膜厚との関連性については述べなかつたが、この関連性が分かれば、更にこの関連性に基づいて線幅及び膜厚の制御を精密に行うことができる。

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。例えば、上記実施形態では、線幅制御では現像時間及び加熱温度のうち少なくとも一方を制御するようにし、膜厚制御ではウェハ回転数及び加熱温度のうち少なくとも一方を制御するようにしたが、これに限らず、ベ一キングユニット（BAKE)、加熱ユニット（HP) 1 13等における加熱処理温度、あるいは冷却処理ユニット（CPL)、受け渡し '冷却処理ユニット（TCP) における冷却温度等をも制御することにより更に高精度な線幅制御を行うことができる。

また、線幅を制御する場合に現像処理条件として現像時間を制御するだけでなく、現像液の濃度及び温度等を制御するようにしてもよい。あるいは、膜厚を制御する場合にレジスト膜形成条件としてウェハの回転数を制御するだけでなく、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制御するようにしてもよい。

更には、第 1の主搬送装置 A 1及び第 2の主搬送装置 A 2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一夕として上記線幅モデル及び膜厚モデルを作成することもでき、これにより、上記のように各処理条件等を制御し精密に線幅等の管理を行うことができる。

また、図 22及び図 23に示したボストェクスポ一ジャ一ベーキングュニット（PEB) 及びプリべ一キングュニヅト (PAB) における加熱温度の制御のみに限らず、加熱時間や昇温速度等をも制御することも可能であり、また冷却処理ユニット（CPL) における冷却温度や冷却時間、あるいは降温速度等を制御することも可能である。

更に、上記実施形態では半導体ウェハを用いた場合について説明したが、これに限らず液晶デイスプレイ等に使用されるガラス基板についても本発明は適用可能である。

次に、更に他の実施の形態について説明する。図 3 2は、本実施の形態を説明するための概念的な制御ブロック図である。この制御系は、例えばフィードフォヮ一ド制御系 F Fとフィードバヅク制御系 F Bとが結合したものである。

このフィードフォワード制御系 F Fは、フィードフォワードコント口一ラ 5 1が、制御対象 5 8の目標値 5 3と、外乱検出手段 5 2による外乱情報と、闋数モデル 5 0とに基づいて操作手段 5 7に操作量情報を出力する。このフィードフォヮ一ド制御系 F Fは、これまで説明した制御系であり、例えば制御対象 5 8はレジスト膜厚や線幅等である。関数モデル 5 0は上記線幅モデル、膜厚モデル等を含み、外乱検出手段 5 2は各パラメ一夕値を検出する上記センサ S 1〜S 3、 S a〜S dを含み、さらに時間 x _{1 3} x ₂等のパラメ一夕値を記憶する図示しないメモリ等も含む。また、操作手段 5 7は現像時間やレジス卜の塗布処理時のウェハ回転数等を含み、あるいは、上述してないが露光装置 1 0 0における露光量を含む。図 3 6 ( a ) は、露光量（D o s e ) ( m J ) と線幅（n m) との関係を示している。このように露光量と線幅とはほぼ比例関係にあることが分かっているので、露光量により線幅を容易に制御することが可能となる。なお、この露光量—線幅モデルは予め図示しない記憶手段により記憶させておけばよい。

フィードバック制御系 F Bは、制御対象 5 8を制御量検出手段 5 6が検出し、制御量情報を比較手段 5 9で目標値 5 3と比較し、この比較結果に基づいてフィードバヅクコントローラ 5 4が、操作手段 5 7に操作量情報を出力する。制御量検出手段 5 6は、例えば膜厚検査装置 1 1 9や線幅検査装置 1 1 8 (図 3参照）を含む。膜厚検査装置 1 1 9は、例えば光干渉計や分光光度計等が挙げられるがこれらに限られるものではない。また線幅検査装置 1 1 8は、例えば走査型電子顕微鏡やパターンマッチングによる検査装置等が挙げられるがこれらに限られるものではない。図 3 3に示すように、フィ一ドフォヮ一ドコントローラ 5 1及びフィ一ドバックコントローラ 5 4は、メインコントローラ 6 0に接続され、それそれメインコント口一ラ 6 0の命令の基で動作するようになっている。本実施の形態では、この制御系 6 6は例えば図 2 9に示す制御部 3 5に含まれるものである。

なお、フィードフォワードコントローラ 5 1やフィードバックコント口 —ラ 5 4は、図示するまでもなく、所定の処理を行うためのプログラムを格納する記憶装置やプロセッサ等を有している。

次に、図 3 4及び図 3 5に示すフロ一を参照して本実施の形態についてより具体的に説明する。

図 3 4は例えばレジスト膜厚を制御対象とする制御フロ一を示す。この例では、まず塗布現像処理装置 1での処理前（ロヅト開始の前）に上記各パラメ一夕のデ一夕収集を行う（ステップ 2 1 1 )。デ一夕収集を行った後、フィードフォワードコントロ一ラ 5 1は膜厚モデル（膜厚モデル T、回転数—膜厚モデル格納部 2 9 (図 2 9及び図 2 1参照）に格納されたモデル）を用い、ウェハの回転数を算出することにより予測する（ステップ 2 1 2— 1、 2 1 2— 2 )。ウェハの回転数を予測した後、その回転数レシピを装置 1に入力し（ステヅプ 2 1 3 )、そのレシピに従ってウェハ上に実際にレジスト膜を形成する（ステップ 2 1 4 )。レシピの入力は作業員の手動により行われるようにしてもよい。

レジスト膜を形成した後、膜厚検査装置 1 1 9によりレジスト膜厚を測定する（ステップ 2 1 5 )。膜厚を測定した後、この膜厚の測定値から目標膜厚となるゥヱハの回転数を算出する（ステップ 2 1 6 )。この回転数は、例えば回転数一膜厚モデルより算出することができる。なお、この回転数の算出結果とともに、この回転数でレジスト膜の形成を行った時の各パラメ一夕値（例えばセンサデ一夕である上記気圧 yいカヅプ温度 y ₂、湿度 y ₃等）を膜厚モデルのデ一夕ベースに追加しておくことが好ましい。追加した内容で再計算を行えば、データベースを豊富化することができ、より精密な制御が可能となるからである。

ステップ 2 1 6で回転数を算出した後、実際にレジスト膜の形成を行つた時のウェハの回転数（ステップ 2 12一 2で予測した回転数）と、ステヅプ 2 1 6で算出した回転数とがー致しているか否かの判断を行う（ステヅプ 2 1 7)。一致していればその回転数でウェハの処理を続行する（ステヅプ 2 1 8— 1)。一致していなければ、ステップ 2 1 6で算出した回転数に変更（補正）した後（ステップ 2 1 8— 2)、ウェハの処理を続行する。図 3 7は、回転数—膜厚モデル格納部 2 9に格納された回転数一膜厚モデルを示している。

この図 3 7を参照してステツプ 2 1 8— 1、 2 1 8— 2について具体的に説明する。今、目標膜厚を 400 (nm) とし、実際の処理時の回転数 (予測回転数）が 3 700 r pmであったとし、測定膜厚が 405 nmであつたとする。すなわち、測定膜厚が目標値とずれていた場合、回転数を 3700 r pmから例えば 3 9 50 r p mに補正しウェハの処理を行う。また、このように破線で示す補正された後の回転数一膜厚モデルをもデー夕ベースに追加または更新することが好ましい。

図 3 5は例えばレジストパターンの線幅を制御対象とする制御フローを示す。この制御フローでは、線幅を露光量（D o s e) で操作する例を挙げている。この例では、まず塗布現像処理装置 1での処理前（ロット開始の前）に、線幅の変動に関与するパラメ一夕のデ一夕収集を行う（ステヅプ 22 1)。このパラメ一夕としては、上述したように例えば時間 x₂ が挙げられるがこれに限られるものではない。ここで、上述したように図 3 6 (a) 及び図 3 6 (b) で示す露光量—線幅モデルを予め用意しておくことにより、露光量を操作することで線幅を制御できる。なお、今回で 3320

52 は時間 X iについては露光処理を終えた後の時間であるため、このパラメ

—夕を用いることはできない。

デ一夕収集を行った後、フィードフォワードコントローラ 5 1は線幅モデル（線幅モデル C D、露光量—線幅モデル）を用い、露光量を算出することにより予測する（ステップ 2 2 2— 1、 2 2 2— 2 )。露光量を予測した後、その回転数レシピを露光装置 1 0 0に入力し（ステップ 2 2 3 )、そのレシピに従ってウェハに対して露光処理を行う（ステヅプ 2 2 4 )。レシピの入力は作業員の手動により行われるようにしてもよい。

露光処理を終えた後、現像処理等の所定の処理を行うことでレジストパ夕一ンを形成する。その後、線幅検査装置 1 1 8により線幅を測定する（ステツプ 2 2 5 )。線幅を測定した後、この線幅の測定値から目標線幅となる露光量を算出する（ステップ 2 2 6 )。この露光量は、例えば露光量一線幅モデルより算出することができる。なお、この露光量の算出結果とともに、この露光量で露光処理を行った時の各パラメ一夕を線幅モデルのデ一夕ベースに追加しておくことが好ましい。追加した内容で再計算を行えば、デ一夕べ一スを豊富化することができ、より精密な制御が可能となるからである。

ここで、図 3 6 ( c ) に示すように、露光量（D o s e ) は、光源としてのランプの強度と、ランプからの光を通過及び遮蔽するためのシャツ夕が開いている時間との積で求められる。シャツ夕が開いている時間とは、つまり露光光が通過し基板に照射されている時間である。従って、ランプの強度またはシャッ夕が開いている時間で露光量を操作し、線幅を制御することができる。

ステップ 2 2 6で露光量を算出した後、実際に露光処理を行った時の露光量（ステップ 2 2 2— 2で予測した露光量）と、ステップ 2 2 6で算出した露光量とがー致しているか否かの判断を行う（ステップ 2 2 7 )。一致していればウェハの処理を続行する（ステップ 2 2 8— 1 )。一致していなければ、ステップ 2 1 6で算出した露光量に変更（補正）した後（ステヅプ 2 2 8— 2 )、ウェハの処理を続行する。

このような線幅のフィ一ドフォヮ一ド制御及びフィ一ドバック制御を、現像処理における現像時間を操作することにより行うことは、説明するまでもなくもちろん可能である。

本実施形態では、フィードフォワード制御で処理したウェハに対し、膜厚、線幅測定を行ってウェハの回転数、露光量、現像時間を適応的に補正しているので、高精度な膜厚、線幅の制御を行うことができる。従って所望のレジスト膜、レジストパターンを形成することができる。産業上の利用可能性

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。

本発明によれば、容易かつ精密にレジストパターンの線幅の制御及びレジスト膜厚の制御を行うことができる。

Claims

請求の範囲

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、所望のレジストパ夕一ンを形成する基板処理方法において、

前記レジストパ夕一ンを形成する際に関与する複数のパラメ一夕を抽出し、これらパラメ一夕のうち、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、

前記正常デ一夕値に基づき少なくとも 2つの主成分を求め、所望のレジストパ夕一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。

2 . 請求項 1に記載の基板処理方法において、

前記複数のパラメ一夕は、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一夕であることを特徴とする基板処理方法。

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の熱的処理を行うェ程と、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一夕は、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 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一夕は、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。

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一夕は、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。

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一夕は、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。

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。

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一夕の、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。

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一夕は、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。

1 0 . ( 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一夕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一夕に基づき、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。

1 1 . 請求項 1 0に記載の基板処理方法において、

前記複数のパラメ一夕は、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一夕であることを特徴とする基板処理方法。

1 2 . 請求項 1 0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。 1 3 . 請求項 1 2に記載の基板処理方法において、

前記複数のパラメ一夕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、前記正常デ一夕値に基づき少なくとも 2つの主成分を求め、所望のレジストパ夕一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。

1 4 . 請求項 1 0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。

1 5 . 請求項 1 4に記載の基板処理方法において、

前記工程（d ) は、前記正常デ一夕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。

1 6 . ( 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一夕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一夕に基づき、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。

1 7 . 基板上にレジスト膜を形成して該基板を露光装置に渡し、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一夕を抽出し、これらパラメ一夕のうち、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。

1 8 . 請求項 1 7に記載の基板処理装置において、

前記複数のパラメ一夕は、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一夕であることを特徴とする基板処理装置。

1 9 · 請求項 1 8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一夕は、

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

2 0 . 請求項 1 9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一夕は、

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。

2 1 . 請求項 1 8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一夕は、

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。

2 2 . 請求項 2 1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一夕は、

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。

2 3 . 請求項 1 9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一夕は、

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

2 4 . 請求項 1 7から請求項 2 3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一夕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。

2 5 . 請求項 1 8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一夕は、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。

2 6 . 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一夕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。

2 7 . 請求項 2 6に記載の基板処理装置において、

前記複数のパラメ一夕は、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一夕であることを特徴とする

2 8 . 請求項 2 6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。

2 9 . 請求項 2 8に記載の基板処理装置において、

前記複数のパラメ一夕のうち所望のレジストパ夕一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、前記正常デ一夕値に基づき少なくとも 2つの主成分を求め、所望のレジストパ夕一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夕一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。

3 0 . 請求項 2 6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。

3 1 . 請求項 3 0に記載の基板処理装置において、

前記複数のパラメ一夕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一夕値を収集する手段を更に具備し、

前記判別分析手段は、前記正常デ一夕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。

3 2 . 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 —夕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卜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。

3 3 . 少なくとも基板上にレジスト膜を形成し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、

前記レジストパ夕一ンを形成する際に関与する複数のパラメ一夕に基づき作成された関数モデルを記憶する手段と、

前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件及び現像処理条件のうち少なくとも 1つを制御する手段と

を具備することを特徴とする基板処理装置。

3 4 . 請求項 3 3に記載の基板処理装置において、

前記制御手段は、前記現像処理条件のうち現像時間を制御することを特徴とする基板処理装置。

3 5 . 請求項 3 3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、

前記制御手段は、前記レジスト膜形成条件のうち前記基板の回転数を制御することを特徴とする基板処理装置。

3 6 . 請求項 3 3から請求項 3 5のうちいずれか 1項に記載の基板処理装置において、

前記関数モデルは前記レジス卜の種類ごとに作成することを特徴とする基板処理装置。

3 7 . 基板上にレジスト膜を形成して該基板を露光装置に渡し、該露光装置から受け取った基板に第 1の熱的処理を行った後現像処理を行うことにより、所望のレジストパ夕一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一夕に基づき作成された関数モデルを記憶する手段と、

前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件、現像処理条件及び第 1 の熱的処理条件のうち少なくとも 1つを制御する手段と

を具備することを特徴とする基板処理装置。

3 8 . 請求項 3 7に記載の基板処理装置において、

前記レジスト膜形成後に第 2の熱的処理を行う手段を更に具備し、前記関数モデルは、

前記レジストパターンの線幅に関するものであり、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、基板処理装置内の温度と、当該基板処理装置内の気圧とを前記パラメ一夕としていることを特徴とする基板処理装置。

3 9 . 請求項 3 8に記載の基板処理装置において、前記制御手段は、前記現像処理条件のうち現像時間を制御することを特徴とする基板処理装置。

4 0 . 請求項 3 9に記載の基板処理装置において、

前記制御手段は、前記現像処理条件のうち当該現像処理に用いる現像液の濃度及び現像液の温度のいずれかを更に制御することを特徴とする基板処理装置。

4 1 . 請求項 3 8に記載の基板処理装置において、

前記制御手段は、前記第 1の熱的処理条件のうち少なくとも当該第 1の熱的処理の温度、時間及び昇降温速度のいずれかを制御することを特徴とする基板処理装置。

4 2 . 請求項 3 8に記載の基板処理装置において、

前記制御手段は基板ごとに当該制御を行うことを特徴とする基板処理

4 3 . 請求項 3 7に記載の基板処理装置において、

前記関数モデルは、レジスト膜厚に関するものであり、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、湿度とを前記パラメ —夕としていることを特徴とする基板処理装置。

4 4 . 請求項 4 3に記載の基板処理装置において、

4 5 . 請求項 4 4に記載の基板処理装置において、

前記制御手段は、

前記レジストの温度及びレジストの吐出速度のいずれかを更に制御することを特徴とする基板処理装置。

4 6 . 請求項 4 3に記載の基板処理装置において、

前記レジスト膜形成後に第 2の熱的処理を行う手段を更に具備し、前記制御手段は、前記第 2の熱的処理条件のうち少なくとも当該第 2の熱的処理の温度、時間及び昇降温速度のいずれかを制御することを特徴とする基板処理装置。

4 7 . 請求項 3 7から請求項 4 6のうちいずれか 1項に記載の基板処理装置において、

前記関数モデルは前記レジストの種類ごとに作成することを特徴とする基板処理装置。

4 8 . 請求項 3 8又は請求項 4 3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、

前記関数モデルは、前記搬送機構による基板の搬送時間を更にパラメ一夕としていることを特徴とする基板処理装置。

4 9 . 基板上にレジスト膜を形成した後熱的処理を行うことにより、所望のレジスト膜を形成する基板処理装置において、

前記レジスト膜を形成する際に関与する複数のパラメ一夕に基づき作成された関数モデルを記憶する手段と、

前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件及び熱的処理条件のうち少なくとも 1つを制御する手段と

を具備することを特徴とする基板処理装置。

5 0 . 請求項 4 9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、前記関数モデルは、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、湿度とを前記パラメ一夕としていることを特徴とする基板処理装置。

5 1 . 請求項 4 9に記載の基板処理装置において、

5 2 . 請求項 5 1に記載の基板処理装置において、

前記制御手段は、前記レジストの温度及びレジストの吐出速度のいずれかを更に制御することを特徴とする基板処理装置。

5 3 . 請求項 4 9に記載の基板処理装置において、

前記制御手段は、前記熱的処理条件のうち少なくとも当該熱的処理の温度、時間及び昇降温速度のいずれかを制御することを特徴とする基板処理

5 4 . 請求項 4 9から請求項 5 3のうちいずれか 1項に記載の基板処理装置において、

5 5 . 請求項 3 3に記載の基板処理装置において、

前記制御手段により制御された前記レジスト膜形成条件で形成されたレジスト膜厚を検査する膜厚検査手段を更に具備し、

前記制御手段は、前記膜厚検査手段により検査されたレジスト膜厚に基づき前記レジスト膜形成条件を補償するレジスト膜形成条件補正手段を具備することを特徴とする基板処理装置。

5 6 . 請求項 5 5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、前記レジスト膜形成条件補正手段は、前記レジスト膜形成条件のうち前記基板の回転数を補正することを特徴とする基板処理装置。

5 7 . 請求項 3 3に記載の基板処理装置において、

前記制御手段により制御された前記現像処理条件で形成されたレジストパ夕一ンを検査するパターン検査手段を更に具備し、

前記制御手段は、パターン検査手段により検査された前記レジストパ夕ーンに基づき現像処理条件を補正する現像処理条件補正手段を具備することを特徴とする基板処理装置。

5 8 . 請求項 5 7に記載の基板処理装置において、

前記現像処理条件補正手段は、前記現像処理条件のうち現像時間を補正することを特徴とする基板処理装置。

5 9 . 少なくとも基板上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜が形成された基板を露光装置に渡すとともに露光された基板を受け取り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一夕に基づき作成された関数モデルを記憶する手段と、

前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件、現像処理条件及び露光処理条件のうち少なくとも 1つを制御する手段と

を具備することを特徴とする基板処理装置。

6 0 . 請求項 5 9に記載基板処理装置において、

6 1 . 請求項 5 9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、前記制御手段は、前記レジスト膜形成条件のうち前記基板の回転数を制御することを特徴とする基板処理装置。

6 2 . 請求項 5 9に記載の基板処理装置において、

前記制御手段は、前記露光処理条件のうち前記露光量を制御することを特徴とする基板処理装置。

6 3 . 請求項 5 9に記載の基板処理装置において、

前記制御手段は、前記膜厚検査手段により検査されたレジスト膜厚に基づき前記レジスト膜形成条件を補正するレジスト膜形成条件補正手段を具備することを特徴とする基板処理装置。

6 4 . 請求項 6 3に記載の基板処理装置において、

前記レジスト膜形成条件補正手段は前記基板の回転数を補正することを特徴とする基板処理装置。

6 5 . 請求項 5 9に記載の基板処理装置において、

前記制御手段により制御された前記現像処理条件で形成されたレジストパターンを検査するパターン検査手段を更に具備し、

前記制御手段は、パターン検査手段により検査された前記レジストパ夕 —ンに基づき現像処理条件を補正する現像処理条件補正手段を具備することを特徴とする基板処理装置。

6 6 . 請求項 6 5に記載の基板処理装置において、

6 7 . 請求項 5 9に記載の基板処理装置において、前記制御手段により制御された前記露光処理条件で形成されたレジストパターンを検査するパ夕一ン検査手段を更に具備し、

前記制御手段は、パターン検査手段により検査された前記レジストパ夕 —ンに基づき前記露光処理条件を補正する露光処理条件補正手段を具備することを特徴とする基板処理装置。

6 8 . 請求項 6 7に記載の基板処理装置において、

前記露光処理条件補正手段は、前記露光処理条件のうち露光量を補正することを特徴とする基板処理装置。

6 9 . 基板上にレジスト膜を形成し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、

( a )前記レジストパ夕ーンを形成する際に関与する複数のパラメ一夕に基づき関数モデルを作成する工程と、

( b ) 前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件及び現像処理条件のうち少なくとも 1つを制御する工程と

を具備することを特徴とする基板処理方法。

7 0 . 請求項 6 9に記載の基板処理方法において、

前記工程（b ) は、前記現像処理条件のうち現像時間を制御する工程を具備することを特徴とする基板処理方法。

7 1 . 請求項 6 9に記載の基板処理方法において、

前記工程（b ) は、前記レジスト膜形成条件のうち前記基板の回転数を制御する工程を具備することを特徴とする基板処理方法。

7 2 . 請求項 6 9に記載の基板処理方法において、

( c ) 前記工程（b ) で制御された前記レジスト膜形成条件により形成されたレジスト膜厚を検査する工程と、 ( d ) 前記工程（ c ) で検査されたレジスト膜厚に基づき前記レジスト膜形成条件を補正する工程と

を更に具備することを特徴とする基板処理方法。

7 3 . 請求項 7 に記載の基板処理方法において、

前記工程（d ) は前記レジス卜膜形成条件のうち基板の回転数を補正することを特徴とする基板処理方法。

7 4 . 請求項 6 9に記載の基板処理方法において、

( Θ ) 前記工程（b ) で制御された前記現像処理条件により形成されたレジストパターンを検査する工程と、

( f ) 前記工程（e ) で検査された前記レジストパターンに基づき現像処理条件を補正する工程を更に具備することを特徴とする基板処理方法。 7 5 . 請求項 Ί 4に記載の基板処理方法において、

前記工程（f ) は前記現像処理条件のうち現像時間を補正することを特徴とする基板処理方法。

7 6 . 請求項 6 9から請求項 7 5のうちいずれか 1項に記載の基板処理方法において、

• 前記関数モデルは、前記レジストパターンの線幅、又は、レジスト膜厚に関するものであることを特徴とする基板処理方法。

7 7 . 請求項 6 9から請求項 7 5のうちいずれか 1項に記載の基板処理方法において、

前記関数モデルを前記レジス卜の種類ごとに作成する工程を更に具備することを特徴とする基板処理方法。

7 8 . 少なくとも基板上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜が形成された基板を露光装置に渡すとともに露光された基板を受け取り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、

(a)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一夕に基づき作成された関数モデルを作成する工程と、

(b) 前記関数モデルに基づき、レジスト膜形成条件、現像処理条件及び露光処理条件のうち少なくとも 1つを制御する工程と

を具備することを特徴とする基板処理方法。

79. 請求項 78に記載の基板処理方法において、

(c) 前記工程（b) で制御された前記レジスト膜形成条件により形成されたレジスト膜厚を検査する工程と、

(d) 前記工程（c) で検査されたレジスト膜厚に基づき前記レジスト膜形成条件を補正する工程と

を更に具備することを特徴とする基板処理方法。

80. 請求項 78に記載の基板処理方法において、

(e) 前記工程（b) で制御された前記現像処理条件により形成されたレジストパ夕一ンを検査する工程と、

(f ) 前記工程（e) で検査された前記レジストパターンに基づき現像処理条件を補正する工程を更に具備することを特徴とする基板処理方法。 8 1. 請求項 78に記載の基板処理方法において、

( g) 前記工程（b) で制御された前記露光処理条件により形成されたレジストパターンを検査する工程と、

(h) 前記工程（c) で検査された前記レジストパターンに基づき前記露光処理条件を補正する工程と

を具備することを特徴とする基板処理方法。