专利名称：热处理板的温度设定方法、装置、程序及记录该程序的计算机可读取的记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及热处理板的温度设定方法、热处理板的温度设定装置、程序及记录该程序的计算机可读取的记录媒体。
背景技术：
例如，半导体器件的制造的光刻工序中，例如，在晶圆上 涂敷光刻胶液，形成光刻胶膜的光刻胶涂敷处理，对光刻胶膜进行 规定图案啄光的曝光处理，曝光后促进光刻胶膜内的化学反应的加 热处理(post-exposure baking:曝光后供烤)，对曝光后的光刻胶膜进 行显像的显像处理等依次进行，在晶圓上形成M^定的光刻胶图案。
例如，上述的曝光后烘烤等的加热处理，在通常加热处理 装置中进行。加热处理装置设有放置晶圆并进行加热的热板。热板， 例如，内置加电发热的加热器，通过该加热器发热，将热板调整到 预定温度。
上述加热处理中的热处理温度，最终会对在晶圆上形成的 光刻胶图案的线宽有很大的影响。因而，为了严格控制加热时的晶 圓面内的温度，上述加热处理装置的热板划分成多个区域，各区域 内置独立的加热器，对各区域进行温度调整。
但是，上述热板各区域的温度调整，如果总体上以相同 的设定温度进行，则例如由于各区域的热阻等的不同，热板上的晶 圆面内的温度会有偏差。因而，对热板的各区域的设定温度进行温 度校正(温度偏置)，并设定该各区域的温度校正值，使晶圆的面内温 度均匀(参考专利文献l)。
专利文献l:日本特开2001 - 143850号公报 发明内容
但是，如传统技术中那样，即使设定温度校正值，使晶圓 面内的温度均匀，实际上，最终在晶圆上形成的光刻胶图案的线宽 不能在晶圓面内均匀形成。
本发明的目的是，进行热板等的热处理板的温度设定，使 光刻胶图案的线宽在晶圆等的基片面内均匀形成。
为达到上述目的之本发明，是放置基片并进行热处理的热 处理板的温度设定方法，上述热处理在基片上形成光刻胶图案的光 刻工序中进行，上述热处理板划分成多个区域，对每个该区域进行 温度设定，而且，对上述热处理板的各区域设定温度校正值，用于 调整热处理板上的基片的面内温度。上述各区域的温度校正值，通 过热处理板中热处理而形成的光刻胶图案的线宽和温度校正值的相 关性作成的计算模型计算并设定。上述计算模型，根据基片面内的 光刻胶图案线宽测定值，计算出使基片面内的线宽均匀的温度校正 值。
根据本发明，热处理板的各区域的温度校正值，通过光刻 胶图案的线宽和温度校正值的相关性作成的计算模型计算并设定， 使光刻胶图案的线宽在基片面内均匀。结果，通过热处理板中热处 理形成的光刻胶图案在基片面内均匀形成。
根据在高度方向表示从基片面内的多个线宽测定位置的 线宽测定值而示出基片面内的线宽测定值的偏差倾向，求出基片面 内的X方向的梯度分量，与基片面内的X方向正交的Y方向的梯度 分量，以及基片面内的弯曲分量的各偏差倾向分量，通过上述计算 模型，也可以计算出温度校正值，使上述各偏差倾向分量减少。在 这种情况下，基片面内的多个线宽测定值，变换成3个偏差倾向分 量，计算出温度校正值，使该偏差倾向分量减少，因此，容易计算
出光刻胶图案在基片面内为均匀的温度校正值。
上述X方向的梯度分量和Y方向的梯度分量，可通过基 片面内的多个线宽测定值用最小二乘法求出，上述弯曲分量，可从 基片面内的线宽测定值的倾向中除去上述X方向的梯度分量和Y方 向的梯度分量而求出。
上述计算模型也可分成，根据光刻胶液确定的一个模型分 量和根据光刻胶液以外的其他处理条件所确定另一模型分量。在这 种情况下，例如光刻胶液变更的场合，只变更光刻胶液影响的一个 模型分量即可，可以简单快速应对光刻胶液的变更。
上述另一模型分量也可分为根据在光刻工序中曝光处理 条件而确定第1 ^t型分量；以及根据曝光处理条件以外的处理条件 而确定第2模型分量。
上述各区域的温度校正值也可对每个根据至少热处理温度 和光刻胶液的种类的组合确定的处理配方而设定。在这种情况下， 在对光刻胶图案的线宽有影响的热处理温度和光刻胶液的种类的任 意一个变更时，变更各区域的温度校正值。结果，由于加热处理一 直以合适的面内温度进行，因此最终形成的光刻胶图案的线宽在基 片面内均匀形成。
上述热处理也可为在曝光处理后显像处理前进^f亍的加热处理。
基于另一观点的本发明，是放置基片并进行热处理的热处 理板的温度设定装置，上述热处理在基片上形成光刻胶图案的光刻 工序中进行，上述热处理板划分成多个区域，对每个该区域进行温 度设定，而且，对上述热处理丰反的各区域设定温度冲史正值，以调整 热处理板上的基片的面内温度。上述各区域的温度校正值，根据从 热处理板中热处理形成的光刻胶图案的线宽和温度校正值的相关性 作成的计算模型计算并设定。然后，用上述计算模型，根据光刻胶 图案的线宽测定值计算使基片面内的线宽均匀的温度校正值。根据本发明，热处理板的各区域的温度校正值，根据从光 刻胶图案的线宽和温度校正值的相关性作成的计算模型计算并设 定，使光刻胶图案的线宽在基片面内均匀。结果，热处理板中通过 热处理形成的光刻胶图案在甚板面内均匀形成。
根据在高度方向表示从基片面内的多个线宽测定位置的线 宽测定值而示出基片面内的线宽测定值的偏差倾向，求出基片面内 的X方向的梯度分量，与基片面内的X方向正交的Y方向的梯度分 量，以及基片面内的弯曲分量的各偏差倾向分量，通过上述计算模 型，也可以计算出温度校正值，使上述各偏差倾向分量减少。
上述X方向的梯度分量和Y方向的梯度分量，可通过基 片面内的多个线宽测定值用最小二乘法求出，上述弯曲分量，可从 基片面内的线宽测定值的倾向中除去上述X方向的梯度分量和Y方 向的梯度分量而求出。
上述计算模型也可分为，根据光刻胶液确定的一个模型分 量和根据光刻胶液以外的另一处理条件而确定的另一;f莫型分量。
上述另一模型分量可分成根据光刻工序中曝光处理条件 确定的第1模型分量；以及根据曝光处理条件以外的处理条件而确 定的第2模型分量。
上述各区域的温度校正值也可对每个根据至少热处理温度 和光刻胶液的种类的组合确定的处理配方而设定。
上述热处理也可为曝光处理后显影处理前进行的加热处理。
根据又一观点的本发明，是为了在热处理板上进行形成光 刻胶图案的光刻工序中的基片的热处理的温度设定装置中使用的程 序，上述热处理板划分成多个区域，且每个该区域都可温度设定， 并且，对上述热处理板的各区i^设定温度校正值，调整热处理板上 的基片的面内温度。然后，上述程序使计算机执行，根据在热处理 板中热处理形成的光刻胶图案线宽和温度校正值的相关性作成的计
算模型计算上述各区域的温度校正值。上述计算模型，根据光刻胶 图案的线宽测定值计算出使基片面内的线宽均匀的温度校正值。
本发明的程序，例如记录在计算机可读取的记录媒体如硬 盘、光盘、光磁盘、软盘等上。
根据本发明，可最终确保基片上形成的光刻胶图案的线宽 在基片面内的均匀性，因此可提高成品率。
图1是概略表示涂敷显像处理系统结构的平面图。图2是图1的涂敷显像处理系统的正面图。图3是图1的涂敷显像处理系统的背面图。图4是表示晶圓面内的线宽测定点的说明图。图5是概略表示PEB装置的结构的纵剖面图。图6是概略表示PEB装置的结构的横剖面图。图7是表示PEB装置的热板的结构的平面图。图8是表示温度设定装置的结构的框图。图9是计算模型的线宽变动量和温度校正值的关系式。图IO是表示一例计算模型的矩阵。图11是表示温度设定处理的流程图。图12是将各晶圆区域的线宽测定值代入图9的关系式的例子。 图13表示线宽测定值的偏差倾向。 图14表示线宽测定值的偏差倾向的X方向的梯度分量。 图15表示线宽测定值的偏差倾向的Y方向的梯度分量。 图16表示线宽测定值的偏差倾向的弯曲分量。 图17表示每个处理配方设定计算;f莫型和温度校正值时的温度补 正表。图18是将计算模型分成与光刻胶液有关的模型分量和除此以外
的模型分量时的线宽变动量和温度校正值之间的关系式。图19是将光刻胶液以外的冲莫型分量再分成与曝光处理有关的模 型分量和除此以外的模型分量时的线宽变动量和温度校正值之间的 关系式。图20是表示线宽测定点的》文大图。图21表示用于计算测定偏差的理论公式。附图标记
以下，针对本发明的最优实施例进行说明。图l是概略表 示本实施例的热处理板的温度设定装置具备的涂敷显像处理系统1 结构平面图，图2是涂敷显像处理系统1的正面图，图3是涂敷显 像处理系统1的背面图。
涂敷显像处理系统1是具有，如图1所示，将例如25片 晶圓W —卡盒为单位，从外部搬入搬出涂敷显像处理系统1,将晶 圓W搬入搬出卡盒C的卡盒站2，以及在光刻工序中以单晶圆方式 实施预定处理的多个各种处理装置以多层配置的处理站3,与该处理 站3相邻设置曝光装置(未图示)之间，接受晶圆W的接口部4 一
体连接的结构。
卡盒站2中，设置了卡盒放置台5,该卡盒放置台5，将 多个卡盒U在X方向(图1中的上下方向)自由放置成一排。卡盒站2 中，设置了搬运通路6上在可向X方向移动的晶圆搬运体7。晶圆 搬运体7可在卡盒U中收纳的晶圆W的晶圓排列方向(z方向;垂直 方向)上自由移动，可有选择地取得在X方向排列的各卡盒U内的晶 圓W。
晶圆搬运体7，可在Z轴周围的6方向上旋转，也可进入 后述的处理站3侧的第3处理装置组G3所属的温度调节装置60及 转移装置61。
与卡盒站2相邻的处理站3中，多个处理装置被分层配置， 例如，设有5个处理装置组G1-G5。处理站3的X方向的负方向(图 1中的向下方向)一侧，从卡盒站2侧开始依次配置了第1处理装置 组G1、第2处理装置组G2。处理站3的X方向的正方向(图1中的 向上方向)一侧，从卡盒站2侧开始，依次配置了第3处理装置组G3、 第4处理装置组G4及第5处理装置组G5。第3处理装置组G3和第 4处理装置组G4之间，设有第1搬运装置10。第1搬运装置10可 选择地进入第1处理装置组Gl 、第3处理装置组G3及第4处理装 置组G4内的各处理装置，搬运晶圆W。第4处理装置组G4和第5 处理装置组G5之间，设有第2搬运装置11。第2搬运装置11可选 择地进入第2处理装置组G2、第4处理装置组G4及第5处理装置 组G5内的各处理装置，搬运晶圆W。
图2所示的第1处理装置组Gl中，设有执行向晶圆W 提供预定液体而进行处理的胶液处理装置，例如，向晶圓W涂敷光 刻胶液的光刻胶涂敷装置20、 21、 22，形成防止曝光处理时的光反 射的防反射膜的底部涂覆装置23、 24,从下面开始依次重叠5层。 第2处理装置组G2中，从下面开始依次重叠5层胶液处理装置，例 如，向晶圆W供给显像液并显像处理的显像处理装置30-34。另外，
在第1处理装置组Gl和第2处理装置组G2的最下层中，分别设置 了向各处理装置组Gl 、 G2内的胶液处理装置提供各种处理液的化学 制剂室40、 41。
例如，在如图3所示的第3处理装置组G3中从下面开始 依次重叠9层温度调节装置60;用于接受晶圆W的转移装置61; 在高精度温度管理下调整晶圓W温度的高精度温度调节装置62-64;以及对晶圓W进行高温加热处理的高温热处理装置65 68。
第4处理装置组G4中从下面开始依次重叠10层，例如 高精度温度调节装置70;对光刻胶涂敷处理后的晶圆W进行加热处 理的预烘烤装置71-74以及对显像处理后的晶圆W进行加热处理的 后烘烤装置75~79。
第5处理装置组G5中从下面开始依次重叠10层对晶 圆W进行热处理的多个热处理装置，例如，高精度温度调节装置80-88;以及对曝光后的晶圓W进4亍加热处理的多个曝光后烘烤装置(以 下称为「PEB装置J )84-89。
如图1所示，在第1搬运装置10的X方向的正方向侧， 配置了多个处理装置，例如，如图3所示从下面开始依次重叠4层 对晶圓W进行疏水处理的粘附装置90、 91;以及对晶圆W进行加 热的加热装置92、 93。如图1所示，在第2搬运装置11的X方向 的正方向侧，配置了例如只对晶圓W的边缘部选择地进行曝光的周 边曝光装置94。
如图1所示，接口部4设有例如在向X方向延伸的搬运 通路100上移动的晶圓搬运体101和緩冲卡盒102。晶圓搬运体101 可在Z方向移动，且可在8方向1旋转，进入与接口部4相邻的曝 光装置(未图示)、緩沖卡盒102及第5处理装置组G5，搬运晶圓 W。
例如，卡盒站2中设有测定晶圆W上的光刻胶图案的线 宽的线宽测定装置110。线宽测定装置110,例如向晶圆W照射电子 束，可通过取得晶圓W表面的图像来测定晶圓面内的光刻胶图案的线宽。线宽测定装置110,可测定晶圆w面内多处的线宽。例如， 线宽测定装置110，如图4所示，可在将晶圆W划分成多个区域的 各晶圆区域W, ~ W5的多个测定点Q测定线宽。该晶圓区域W, ~ W5， 与后述的PEB装置84的热板140的各热板区域R, ~115相对应。
该涂敷显像处理系统1首先通过晶圆搬运体7，从卡盒放 置台5上的卡盒U取出一片未处理的晶圓W，搬运到第3处理装置 组G3的温度调节装置60。搬运到温度调节装置60的晶圆W,在温 度调整到预定温度之后，通过第1搬运装置IO搬运到底部涂覆装置 23,形成防反射膜。防反射膜形成后的晶圓W,通过第1搬运装置10 依次搬运到加热装置92、高温热处理装置65、高精度温度调节装置 70，在各装置上进行预定的处理。之后，晶圓W被搬运到光刻胶涂 敷装置20，在晶圆W上形成光刻胶膜后，通过第1搬运装置10搬 运到预烘烤装置71，接着，通过第2搬运装置11依次搬运到周边曝 光装置94、高精度温度调节装置83，在各装置上进行预定的处理。 之后，晶圆W通过接口部4的晶圓搬运体101搬运到曝光装置(未 图示)进行曝光。曝光处理结束后的晶圆W,通过晶圆搬运体101 搬运到例如PEB装置84，作了曝光后烘烤后，通过第2搬运装置11 搬运到高精度温度调节装置81进行温度调整。之后，搬运到显像处 理装置30,晶圓W上的光刻胶膜被显像。之后，晶圓W通过第2 搬运装置11搬运到后烘烤装置75，经加热处理后，搬运到高精度温 度调节装置63进行温度调整。然后，晶圓W通过第1搬运装置10 搬运到转移装置61，通过晶圓搬运体7返回到卡盒U，于是一系列 的光刻工序结束。
接着，对上述PEB装置84的结构进行说明。如图5及图 6所示，在PEB装置84的箱体120内设有对晶圆W进行加热处理 的加热部121和对晶圓W进行;令却处理的冷却部122。
如图5所示，加热部121 i殳有位于上侧的上下自由滑动
的盖体130;以及位于下侧的与盖体130成为一体而形成处理室S的 热板收容部131。
盖体130，具有向着中心部逐渐变高的近圆锥状的形状， 在顶上部设有排气部130a。处理室S内的气体，从排气部130a均匀 排出。
热板收容部131的中央设有作为放置晶圓W并进行加热 的热处理板的热板140。热板140大致呈圓盘状，具有一定厚度。
如图7所示，热板140划分成多个，例如5个热板区域Rp R2、 R3、 R4、 R5。从平面看去，热板140例如划分成位于中心部的圆 形的热板区域R,和将其周围分成4等分的圆弧状热板区域R2 ~ R5。
热板140的各热板区域R广Rs，分别内置了通过供电发 热的加热器141，可对各热板区i或R, Rs进行加热。各热板区域R,-Rj的加热器141的发热量，通过温度控制装置142进行调整。温度 控制装置142调整加热器141的发热量，可将各热板区域R,-R5的 温度控制为预定的设定温度。温度控制装置142上的温度设定，例 如可通过后述的温度设定装置190进行。
如图5所示，热板140的下方设有从下方支撑晶圆W而 使之升降的第1升降导销150。第1升降导销150，可通过升降驱动 机构151上下移动。热板140的中央部附近，在热板140的厚度方 向贯通而形成有贯通孔152。第1升降导销150，从热板140的下方 上升而通过贯通孔152，可突出于热板140的上方。
热板收容部131设有收容热板140并保持热板140外周 部的环状保持构件160;以及包围该保持构件160的外周的大致筒状 的支持环161。支持环161的上面，形成向处理室S内喷出例如惰性 气体的吹出口 161a。通过从该吹出口 161a喷出惰性气体，可吹扫处 理室S内部。另外，在支持环161的外部，设置了成为热板收容部131 的外周的圆筒状外壳162。
与加热部121相邻的冷却部122上，设置了放置并冷却例 如晶圓W的冷却板170。如图6所示，冷却板170具有例如大致方 形的平板形状，加热部121侧的端面弯曲成圆弧状。如图5所示， 冷却板170的内部设有例如珀尔帖元件等的冷却部件170a,可将冷 却板170调整到预定的设定温度。
冷却板170，安装在向加热部121侧延伸的横杆171上。 冷却板170可由驱动部172在一黄杆171上移动。冷却板170可一直 移动到加热部121侧的热板140的上方。
如图6所示，冷却板170上例如沿X方向形成2个槽缝 173。槽缝173从冷却板170的加热部121侧的端面形成到冷却板170 的中央部附近。通过该槽缝173，可防止向加热部121侧移动的冷却 板170与向热板140上突出的第1升降导销150相干涉。如图5所 示，冷却部122内的槽缝173的下方，设有笫2升降导销174。第2 升降导销174可由升降驱动部175升降。第2升降导销174可从冷 却板170的下方上升，通过槽缝173而突出于冷却板170的上方。
如图6所示，在中间隔着冷却板170的箱体120的两側面， 形成用于搬入搬出晶圆W的搬入搬出口 180。
如上构成的PEB装置84，首先从搬入搬出口 180搬入晶 圆W,放置到冷却板170。接着移动冷却板170，将晶圆W移动到 热板140的上方。通过第1升降导销150，将晶圓W放置在热板140 上，加热晶圆W。然后，经过预定时间后，晶圆W再从热板140送 到冷却板170上冷却，从该冷却板170通过搬入搬出口 180搬出到PEB 装置84的外部，于是一系列的热处理结束。
接着，就进行上述PEB装置84的热板140的温度设定的 温度设定装置190的结构进行iJL明。例如，温度设定装置190由具 备例如CPU及存储器等的通用计算机构成，例如并与热板140的温 度控制装置142连接，如图5及图7所示。
例如图8所示，温度设定装置190设有，汰行各种程序的 运算部200;例如输入用于温度设定的各种信息的输入部201;存储
用于计算温度校正值的计算;f莫型M等的各种信息的数据存储部202; 存储用于温度设定的各种程序的程序存储部203;以及与用于更改热 板140的温度设定的温度控制装置142进行通信的通信部204。
例如，程序存储部202存有例如计算;f莫型M。例如图9 所示，计算模型M是用光刻胶图案的线宽变化量ACD和温度校正 值AT的关系式(l)表示的相关才莫型。计算模型M，根据涂敷显像处 理系统1中形成的光刻胶图案的线宽测定值，计算出各热板区域R,-R5的最合适的温度校正值AT,即计算出使光刻胶图案的线宽最终在 晶圆面内均匀的温度校正值△ T。
计算模型M是，例如图IO所示的矩阵，例如，矩阵的各 元素a;， j,例如对全部的组合测定使多个热才反区域R,-Rs中任意热板区域的温度变化rc时各晶圆区域w, -Ws的线宽变动量而求出。
例如如图8所示，程序存储部203存有用计算模型M 的关系式(l)计算各热板区域R, Rs的温度校正值AT的程序Pl;以 及根据算出的温度校正值AT来变更温度控制装置142原有温度设定 的程序。再有，实现温度设定装置190的功能的各种程序，也可通 过计算机可读取的记录i某体安装到温度设定装置190。
接着，就如上述构成的温度设定装置190的温度设定处理 进行说明。图11是表示，相关温度设定处理的流程。
首先，将在涂敷显像处理系统l中经过了一系列光刻工序 的晶圆W搬运到线宽测定装置110，测定晶圓W上的光刻胶图案的 线宽(图11的工序Sl)。此时，测定晶圆面内的多个测定点Q的线 宽，求出与热板140的各热板区域R, ~ R5对应的各晶圆区域W, ~ W5 的线宽。
接着，将线宽测定装置110中的线宽测定结果输出到温 度设定装置190。温度设定装置190中，例如，根据各晶圆区域W,-W5的线宽测定值，通过计算模型M计算出最合适的温度校正值AT (图11的工序S2)。例如图12所示，通过将目标线宽即平均线宽E
与各晶圓区域W,-Ws的测定线宽值CD,、 CD2、 CD3、 CD4、 CD5的 差代入关系式(1)的线宽变化量ACD,计算出各热板区域1^~115 的温度校正值ATp AT2、 AT3、 AT4、 AT5。
之后，各温度校正值AT,-ATs的信息从通信部204输出 到温度控制装置142,温度控制装置142中变更热板140的各热板区 域R，-Rs的温度校正值，设定新的设定温度(图11的工序S3)。
根据上述的实施例，通过温度校正值和线宽的相关性作成 的计算模型M，计算出使晶圆面内的线宽均匀的各区域R,~R5的温 度校正值AT。结果，在涂敷显像处理系统1中的光刻中，光刻胶图 案线宽在晶圆面内均匀形成。
通过线宽测定装置110,可获得晶圓面内的多个测定点Q 的线宽测定值。将各测定点Q的线宽测定的数值以高度方向表示， 向相对于晶圆面的垂直面进行投射，表示图13所示的晶圆面内的线 宽测定值CD偏差倾向。可设定上述实施例中的温度校正值AT，求 出该晶圆面内的线宽测定值的偏差倾向的晶圆面内的X方向的梯度 分量、Y方向的梯度分量以及弯曲分量，使各偏差倾向分量减小。 再有，本实施例中，如图4所示，X轴是在晶圆W的直径上通过晶 圆区域\￥4、 WP W2, Y轴是在晶圓W的直径上通过晶圆区域W3、 WP \￥5设定而成。
在这种情况下，首先，从通过线宽测定装置IIO测定的 线宽测定值的偏差倾向，计算出X方向的梯度分量，Y方向的梯度 分量以及弯曲分量。例如图14所示，从向包含X轴的垂直面投射的 线宽测定值的分布，用最小二乘法计算出X方向的梯度分量Fx。另 外，如图15所示，从向包含Y轴的垂直面投射的线宽测定值的分布， 用最小二乘法计算出Y方向的梯度分量Fy。并且，从线宽测定值的 整体的偏差倾向，除去X方向的梯度分量Fx和Y方向的梯度分量Fy， 求出图16所示的凸状的弯曲分量Fz。
接着，计算出温度校正值AT，使上述各偏差倾向分量Fx、
Fy、 Fz变零。例如，根据X方向的梯度分量Fx，计算出如图14所 示的晶圓区域W2的线宽变化量ACD^和晶圓区域W4的线宽变化量△ CD4.,。另外，根据Y方向的梯度分量Fy,求出例如图15所示的 晶圆区域W3的线宽幅变化量ACD^和晶圓区域W5的线宽变化量A CD5.,。并且，根据弯曲分量Fz，计算出例如图16所示的晶圆中心部 的晶圆区域W1的线宽变化量ACDp晶圓外周部的各晶圆区域W2~ W5的各线宽变化量ACDw、 ACD3_2、 ACD4.2、 ACD5_2。例如，各 偏差倾向分量Fx、 Fy、 Fz的线宽变动量被加到每个晶圆区域，计算 出各晶圆区域的线宽变动量ACD,、 ACD2 ( ACD2.2) 、 A CD3 ( ACDw + ACD3_2) 、 ACD4 ( ACD一, + ACD4—2) 、 ACD5 ( A CDw十ACD5-2)
将算出的各线宽变化量ACD, ~ ACD5代入上述关系式 (1),通过计算模型M计算出温度校正值AT。由此，算出各线宽变 化量ACD， ~ ACD5变成零、各偏差倾向分量Fx、 Fy、 Fz变成零的 温度校正值A T，即计算出晶圓面内的线宽没有偏差的温度校正值A T。
再有，上述温度校正值AT的计算处理，通过执行例如温 度设定装置190的程序存储部203存储的程序而实现。
根据此例，晶圆面内的许多测定点测定的线宽测定值分成 3个偏差倾向分量Fx、 Fy、 Fz，根据该偏差倾向分量Fx、 Fy、 Fz计 算出使偏差倾向分量Fx、 Fy、 Fz为零的温度校正值AT。由此，可 简单求出温度校正值AT。
以上的实施例中算出的各热板区域R^ Rs的温度校正值△ T，至少可针对由PEB装置84中热处理温度和光刻胶液的种类的 组合确定的每个处理配方进行-没定。即，对热处理温度或光刻胶液 的种类的任意一个不同的处理配方，可使用不同的计算才莫型M,设 定不同的温度校正值AT。例如图17所示，对加热温度或光刻胶液 不同的处理配方H(加热温度Tl，光刻月交液Bl),处理配方I(加热温
度Tl,光刻胶液B2)，处理配方J (加热温度T2，光刻胶液Bl )， 处理配方K(加热温度T2，光刻^交液B1)设定时，对这些处理配方H-K中每一个设定计算模型M,、 M2、 M3、 M4，算出并设定各热板区 域R, Rs的温度校正值。在这种情况下，即使光刻胶液变更、处理 配方变更，也能一该处理配方对应的最合适的面内温度对晶圆W进 行热处理，因此可确保光刻胶图案的线宽在晶圆面内的均匀性。
以上的实施例中所迷的计算;f莫型M,例如图18所示，也 可将影响光刻胶液的模型分量a与光刻胶液以外的其他处理条件影 响模型分量Mt分开。这里所说的光刻胶液以外的其他处理条件例如 包含处理温度、处理时间、处理装置的状态等影响线宽的处理条件。 在这种情况下，例如根据处理配方而变更光刻胶液，变更到不同的 计算模型M时，只需变更计算才莫型M中的模型分量cc即可。另外， 例如处理温度等光刻胶液以外的其他处理条件变更时，只变更计算 模型M的模型分量Mt即可。这样，可灵活而迅速对应光刻胶液的 变更及处理温度的变更。
并且，如图19所示，模型分量Mt也可分为光刻工序中 影响曝光处理条件的模型分量Mtl和影响曝光处理条件以外的处理 条件的才莫型分量Mt2。这里所说的曝光处理条件是指，例如曝光量(剂 量，聚焦量)、曝光装置的状态等影响影响线宽的处理条件；曝光处 理条件以外的处理条件是指，例如PEB装置中的加热处理的加热时 间、加热温度、PEB装置的状态等影响线宽的处理条件。在这种情 况下，例如，发生与曝光装置不适合时，只需变更模型分量Mtl就 可加以应对。
例如，通过上述的线宽测定装置110进行的晶圆W的线 宽测定结果中包括由线宽测定装置110的测定精度产生的测定偏 差；以及晶圓的处理中处理装置等的处理状态的细微变动产生的处 理偏差。上述实施例中所述的计算模型M,是预先根据测定的各晶 圆区域的线宽变动量和温度校正值之间的相关性作成的，也可在该
计算模型M作成时，计入上述测定偏差和处理偏差。例如，通过线 宽测定装置110多次测定形成有光刻胶图案的一片晶圓W，求出其 测定值的偏差，例如标准偏差，用卡尔曼滤波器将该标准偏差反映到计算模型M的各元素中。这样，可作成预先考虑了测定偏差的计 算模型M。另外，通过线宽测定装置110测定相同处理配方的以单 晶圆方式形成光刻胶图案的多片晶圆W，求出其测定值的偏差例如 标准偏差。用卡尔曼滤波器将该标准偏差反映到计算模型M的各元 素中。这样，可作成预先考虑了处理偏差的计算模型M。
线宽测定装置110是电子束式(CD-SEM)装置，若多次 用电子束照射同样的光刻胶图案，则光刻胶图案的线宽会由于该电 子束而变动。因而，不能正确;险测出线宽测定装置110的测定偏差。 因而，可通过一片晶圆的线宽测定来检测线宽测测定装置110的测 定偏差。例如，线宽测定装置110，如图20所示，晶圆面内的测定 点Q分割成多个微小区域，检出各分割部分的线宽，计算出平均值， 由此测定测定点Q的线宽。这时，也可如图21所示通过确定样品尺 寸的一般式求出的理论公式(2)，算出测定精度d。理论式(2)中的a 是微小区域中线宽的标准偏差，Za/2=1.96 (Z:正态累积分布的反函 数，a =0.05(置信概率95%)时)，n是分割数。该算出的测定精度d, 被反映到计算模型M。在这种情况下，由一次线宽测定而检测出测 定偏差，即使是使用电子束的场合，也可检测正确的测定偏差。另 外，可简单迅速进行测定偏差的检测。
如上述的实施例，在测定晶圓面内的晶圆区域W,-Ws的 线宽、设定与该各晶圆区域W,-Ws对应的各热板区域R,-Rs的温 度校正值时，放置热板140时晶圆W的方向，即晶圓W的刻痕位置 需要为一定。这是因为，若热板40上的晶圓W的方向有移动，则不 能确定与测定线宽的晶圆区域对应的热板区域。晶圆W的刻痕位置 的对准，在涂敷显像处理系统1中的光刻工序的曝光处理时进行。 但是，从曝光处理开始到曝光后烘烤之间，晶圆W的刻痕位置有可
能会有移动。因而，在这之间，也可将晶圆W搬运到有对准功能的装置(例如，周边曝光装置94)再度对准后，再搬运到PEB装置。 另外，PEB装置上也可安装作为检测晶圆W的刻痕位置的检测部件 的CCD相机，当晶圆W被搬运到PEB装置内时，检测晶圆W的刻 痕位置移动。而且，在晶圓W的刻痕位置有移动时，将该刻痕位置 的移动反映到例如计算模型M,算出与线宽测定的位置对应的各热 板区域R, ~R5的温度校正值。这样，可适当地进行各热板区域R,-115的温度设定。以上，就本发明的一个实施例进行了说明，但并不限于该 例，本发明可采用各种形态。例如，在上述实施例中，温度设定的 热板140分割为5个区域，但该分割数可任意选择。另外，上述实 施例中，以PEB装置84的热板140进行温度设定为例，但本发明也 适用于具备热板的预烘烤装置和后烘烤装置等其他加热处理装置， 以及具备放置晶圆W并冷却的冷却板的冷却处理装置。而且，本发 明也适用于，晶圆以外的例如FPD(平板显示器)、光刻掩模用的掩模 原版等其他基片进行热处理的热处理板的温度设定。产业上利用可能性
本发明适用于热处理板的温度设定，以使光刻胶图案的线 宽在基片面内均匀形成。
权利要求
1.一种放置基片并进行基片热处理的热处理板的温度设定方法，其中所述热处理，在基片上形成光刻胶图案的光刻工序中进行；所述热处理板划分成多个区域并对该区域中的每个进行温度设定；还对所述热处理板的各区域中的每个，设定用以调整热处理板上的基片的面内温度的温度校正值；用根据热处理板中热处理后形成的光刻胶图案的线宽和温度校正值之间的相关而作成的计算模型，计算并设定所述各区域的温度校正值；所述计算模型，根据基片面内的光刻胶图案的线宽测定值，计算出使基片面内的线宽成为均匀的温度校正值。
2. 权利要求1所述的热处理板的温度设定方法，其中 根据在高度方向表示在基片面内的多个线宽测定位置的线宽测定值而示出的基片面内的线宽测定值的偏差倾向，求出基片面内的X 方向的梯度分量、与基片面内的X方向正交的Y方向的梯度分量以及 及基片面内的弯曲分量等各偏差倾向分量；根据所述计算模型，算出^f吏所述各偏差倾向分量减少的温度校正值。
3.权利要求2所述的热处理板的温度设定方法，其中 所述X方向的梯度分量和Y方向的梯度分量，根据基片面内的多个线宽测定值用最小二乘法求出；所述弯曲分量，通过从所述基片面内的线宽测定值的倾向除去所述X方向的梯度分量和Y方向的梯度分量而求出。
4.权利要求1所述的热处理板的温度设定方法，其中所述计算模型分离为根据光刻胶液而定的 一个模型分量和根据 光刻胶液以外的其他处理条件而定的另 一模型分量。
5. 权利要求4所述的热处理板的温度设定方法，其中 所述另一模型分量还分离为在光刻工序中根据曝光处理条件而定的第1模型分量和根据曝光处理条件以外的处理条件而定的第2模 型分量。
6. 权利要求1所述的热处理板的温度设定方法，其中 所述各区域的温度校正值，针对至少根据热处理温度和光刻胶液种类的组合所确定的每个处理配方而设定。
7. 权利要求1所述的热处理板的温度设定方法，其中 所述热处理是在曝光处理后显像处理前进行的加热处理。
8. —种放置基片并进行基片热处理的热处理板的温度设定装 置，其中所述热处理，在基片上形成光刻胶图案的光刻工序中进行；所述热处理板划分成多个区域，对该区域中的每个进行温度设定；还对所述热处理板的各区域中的每个，设定用以调整热处理板上 的基片的面内温度的温度校正值；用根据热处理板中热处理后形成的光刻胶图案的线宽和温度校 正值之间的相关而作成的计算才莫型，计算并设定所述各区域的温度校 正值；所述计算才莫型，可根椐光刻胶图案的线宽测定值计算出使基片面 内的线宽成为均匀的温度^^交正值。
9. 权利要求8所述的热处理板的温度设定装置，其中 根据在高度方向表示在基片面内的多个线宽测定位置的线宽测定值而示出的基片面内的线宽测定值的偏差倾向，求出基片面内的X 方向的梯度分量、与基片面内的X方向正交的Y方向的梯度分量以及 及基片面内的弯曲分量等各偏差倾向分量；根据所述计算才莫型，算出4吏所述各偏差倾向分量减少的温度校正值。
10. 权利要求9所述的热处理板的温度设定装置，其中所述X方向的梯度分量和Y方向的梯度分量，根据基片面内的多 个线宽测定值用最小二乘法求出；所述弯曲分量，通过从所迷基片面内的线宽测定值的倾向除去所 述X方向的梯度分量和Y方向的梯度分量而求出。
11. 权利要求8所述所述的热处理板的温度设定装置，其中所述计算模型分离为根据光刻胶液而定的一个模型分量和根据 光刻胶液以外的其他处理条件而定的另 一模型分量。
12. 权利要求11所述的热处理板的温度设定装置，其中 所述另一模型分量还分离为在光刻工序中根据曝光处理条件而定的第1模型分量和根椐曝光处理条件以外的处理条件而定的第2模 型分量。
13. 权利要求8所述的热处理板的温度设定装置，其中 所述各区域的温度校正值，针对至少根据热处理温度和光刻胶液种类的组合所确定的每个处理配方而设定。
14. 权利要求8所述的热处理板的温度设定装置，其中 所述热处理是在曝光处理后显像处理前进行的加热处理。
15. —种在形成光刻胶图案的光刻工序中进行的、在热处理板进 行基片的热处理的温度设定装置中使用的程序，其中所述热处理板划分成多个区域，且可对该区域中的每个进行温度 设定，还对所述热处理板的各区域中的每个设定用以调整热处理板上 的基片的面内温度的温度校正值；所述程序^f吏计算机:沐行计算，即用4艮据热处理板中热处理后形成 的光刻胶图案的线宽和温度校正值之间的相关而作成的计算模型算出 所述各区域的温度校正值，该计算模型可根据光刻胶图案的线宽测定 值，算出使基片面内的线宽成为均匀的温度校正值。
16. —种计算机可读取的记录媒体，其中记录有在形成光刻胶图 案的光刻工序中，在热处理板进行基片的热处理的温度设定装置中使用的程序，其中所述程序使计算机执行计算，即用根据热处理板中热处理后形成 的光刻胶图案的线宽和温度校正值之间的相关而作成的计算模型算出 所述各区域的温度校正值，该计算模型可根据光刻胶图案的线宽测定 值，算出使基片面内的线宽成为均匀的温度校正值。
全文摘要
为使光刻胶图案的线宽在晶圆面内均匀形成，进行热板的温度设定。PEB装置的热板划分成多个热板区域，可对每个热板区域进行温度设定。热板的各热板区域分别设定温度校正值，用以对置于热板上的晶圆进行面内温度调整。用根据热板中热处理形成的光刻胶图案的线宽和温度校正值之间的相关作成的计算模型，计算并设定该热板的各热板区域的温度校正值。计算模型M，根据光刻胶图案的线宽测定值，计算出使晶圆面内的线宽成为均匀的温度校正值。
文档编号H05B3/00GK101120434SQ20068000493
公开日2008年2月6日 申请日期2006年2月8日 优先权日2005年2月15日
发明者城坂惠, 富田浩, 田所真任 申请人:东京毅力科创株式会社