JP6337757B2 - 露光装置、レジストパターン形成方法及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、基板に対して、パターン露光後に基板の全面を露光する技術に関する。

半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板などにレジストパターンを形成する手法として、化学増幅型レジストを用いる手法が知られている。この種のレジストは、露光機によりパターンマスクを用いた露光（パターン露光）を行うと、露光された部位に酸が発生し、更に加熱すると酸が拡散して例えばアルカリ溶解性となり、このため現像液をレジスト膜に供給することによりパターンが形成される。

一方、回路の微細化が進んでいることから、レジストパターン形成プロセスに対して微細なパターンに対しても高い解像度が要求されており、この要求に応える手法の一つとして、極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）露光が知られている。しかしながら、ＥＵＶ露光は、露光光源の光強度を大きくすると装置が大掛かりになってコストが嵩むことから、光強度を大きくすることができず、このためスループット（単位時間当たりの処理枚数）が低いという課題がある。

特許文献１には、化学増幅型のレジストを用い、光による露光にて第１のパターン形成を行った後に電子線にて第２のパターン露光を行う方法が開示されている。しかし当該文献にて開示されている方法は、２段階にわたるパターン露光を必要とする上、各露光後にウエハに対する加熱を必要としており、スループットの観点から更なる改良が必要である。さらに特許文献２には、ＥＵＶによるレジストパターン形成用のレジスト組成物及びレジストパターン形成方法が開示されている。しかし当該文献においてはレジスト組成物そのものが課題となっており、本発明とは解決しようとする課題が大きく異なる。

特開平１１−１６２８４４号 特開２００６−７８７４４号

本発明は、このような背景の下になされたものであり、レジスト膜に対して、パターン露光の後にパターン露光領域を露光して、解像度高く、基板の面内にて均一性の高いレジストパターンを形成することのできる技術を提供することにある。

本発明の露光装置は、
レジスト膜を形成した基板に対して、パターンマスクを用いてパターン露光を行った後に、パターン露光領域を露光する装置であって
基板を載置する載置部と、
この載置部上の基板を露光する露光部と、
事前に得られた情報に基づいて、基板上の複数の領域の各々に応じて露光量を調整するための制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。
他の発明の露光装置は、
レジスト膜を形成した基板に対して、パターンマスクを用いてパターン露光を行った後に、パターン露光領域を露光する装置であって、
基板を載置する第１の載置部と、この第１の載置部上の基板のパターン露光領域の全体を露光する第１の露光部と、を有する第１の露光ユニットと、
基板を載置する第２の載置部と、この第２の載置部上の基板の複数の領域を露光する第２の露光部と、事前に得られた情報に基づいて、基板上の複数の領域の各々に応じて前記第２の露光部の露光量を調整するための制御信号を出力する制御部と、を有する第２の露光ユニットと、
を備えたことを特徴とする。

本発明のレジストパターン形成方法は、
レジストを用いて基板上に成膜したレジスト膜に対して、パターンマスクを用いてパターン露光する工程と、
事前に得られた情報に基づいて、基板上の複数の領域の各々に応じた露光量を決定する工程と、
その後、前記工程で決定された露光量に基づいて、基板のパターン露光領域を露光する工程と、
しかる後、基板を加熱する工程と、
続いて基板を現像する工程と、を含むことを特徴とする。
他の発明のレジストパターン形成方法は、
レジストを用いて基板上に成膜したレジスト膜に対して、パターンマスクを用いてパターン露光するパターン露光工程と、
このパターン露光工程で露光された基板上のパターン露光領域の全体を露光する第１の露光工程と、
事前に得られた情報に基づいて、前記パターン露光工程で露光された基板上のパターン領域における複数の領域の各々に応じた露光量を決定する工程と、
この工程で決定された露光量に基づいて、前記基板上の複数の領域を露光する第２の露光工程と、
しかる後、基板を加熱する工程と、
続いて基板を現像する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の記憶媒体は、
レジスト膜を形成した基板に対して、パターン露光後に基板を露光する装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述のレジストパターン形成方法を実施するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。

本発明は、パターン露光の後に基板の露光を行うにあたって、レジスト膜から得られるレジストパターンの線幅（ラインパターンの線幅に限らず、ホールパターンのホール径なども含む広い意味である）の面内分布について影響を及ぼす情報に基づいて、基板上の領域に応じて露光量を調整するようにしている。従って、基板の面内にて均一性の高いレジストパターンを形成することができる。
また他の発明は、パターン露光の後に基板に露光を行うにあたって、基板の全体を露光する第１の露光と基板の複数の領域を露光する第２の露光とに分け、事前の情報に基づく基板の面内の露光量の調整を第２の露光により行うようにしている。従って露光量の調整が容易である。

本発明の第１の実施形態に係る塗布・現像装置にパターン露光機が接続されたシステムの平面図である。 前記システムの斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る一括露光装置の概略斜視図である。 前記一括露光装置における光源からウエハへの光の照射を示した説明図である。 前記一括露光装置におけるＬＣＤシャッタ及びマスクの斜視図である。 前記一括露光装置における制御機構の説明図である。 前記一括露光装置における照射領域の移動する様子を示した説明図である。 前記一括露光装置において光源にＬＥＤを用いた場合の光源の制御機構を示した説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る一括露光装置の概略斜視図である。 前記第２の実施形態に係る一括露光装置における照射領域の移動する様子を示した説明図である。 前記第２の実施形態の変形例に係る一括露光装置における照射領域の移動する様子を示した説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る一括露光装置の概略斜視図である。 前記第３の実施形態の一括露光装置に係る光源からウエハへの光の照射を示した説明図である。 前記第３の実施形態に係る一括露光装置における制御機構の説明図である。 前記第３の実施形態に係る一括露光装置における照射領域の移動する様子を示した説明図である。 前記第３の実施形態における一括露光とパターン露光とを対応付けて示す説明図である。 前記第３の実施形態の変形例を示す説明図である。 本発明の一括露光装置において波長の切り替えを偏光フィルタにより行う場合の説明図である。 本発明の一括露光装置において波長の切り替えを回折格子により行う場合の説明図である。 本発明の第１〜第４の実施形態におけるウエハの処理の流れを示す説明図である。 本発明の第４の実施形態における高照度露光と低照度露光とを模式的に示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に用いられる一括露光モジュールの構成を示す平面図である。 本発明の第４の実施形態で行われる高照度露光及び低照度露光に使用される波長の例を示す説明図である。

［第１の実施形態］
本発明の実施形態である露光装置を含む塗布、現像装置８の構成について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は塗布、現像装置８にパターン露光機Ｃ６が接続されたシステムの平面図であり、図２は同システムの斜視図である。この塗布、現像装置８にはキャリアブロックＣ１が設けられており、載置台８１上に載置された密閉型のキャリアＣ内のウエハＷは受け渡しアーム８２により取り出される。受け渡しアーム８２は、現像済みのウエハＷを検査モジュールＣ２に受け渡し、検査モジュールＣ２から検査後のウエハＷを受けとってキャリアＣに戻す役割を持っている。前記検査モジュールＣ２は、後述するように処理済のウエハＷ上に形成されたパターンの線幅を検査するためのモジュールである。

検査モジュールＣ２に搬送されたウエハＷは一旦受け渡しステージＵ３上に搬入された後、搬送アームＤ１により、検査モジュールＣ２の後段に接続された処理ブロックＣ３内の受け渡しステージＵ４上へと搬入される。処理ブロックＣ３には受け渡しステージＵ４の他に、棚ユニットＵ５、ウエハＷに対し後に詳述するレジスト液の塗布を行う塗布モジュール８３、露光後のウエハＷに対し現像処理を行う現像モジュール８４が設けられている。更に処理ブロックＣ３は、ウエハＷに対して熱処理等を行うモジュールが積層されたユニットＵ１、Ｕ２及び搬送アームＡ１、搬送アームＤ２、搬送アームＤ３を備えており、搬送アームＡ１は、受け渡しステージＵ４及び各モジュールの間でウエハＷを搬送する役割がある。また、搬送アームＤ２は、受け渡しステージＵ４の間でウエハＷを搬送し、搬送アームＤ３は、受け渡しステージＵ４及び棚ユニットＵ５との間でウエハＷを搬送する役割がある。

表面に対しレジスト液の塗布が行われたウエハＷは、後述する一括露光を行うためのモジュールである一括露光モジュールＣ４内の受け渡しステージＵ６上へと搬送され、引き続いて当該一括露光モジュールＣ４内の搬送アームＤ４によってインターフェイスブロックＣ５内の受け渡しステージＵ７上へと搬入される。そして、受け渡しステージＵ７上に搬入されたウエハＷは、搬送アームＤ５によって後段のパターン露光機Ｃ６内の受け渡しステージＵ８上へと搬入された後、例えばＥＵＶによるパターン露光が行われる。搬送アームＤ６はパターン露光機Ｃ６内でウエハＷを搬送する役割を持つ。

パターン露光を終えたウエハＷは、再びインターフェイスブロックＣ５内へと搬入された後、一括露光モジュールＣ４内へと戻され、図示しない冷却プレートにて温度調整がされた後、一括露光モジュールＣ４内の一括露光装置１内にて、後述する一括露光が行われる。冷却プレートは例えば一括露光モジュールＣ４内の受け渡しステージＵ６に対して積層されている。一括露光を終えたウエハＷは処理ブロックＣ３内へと戻され、ユニットＵ１、Ｕ２内の加熱モジュールにて加熱処理（ＰＥＢ（Post-exposure Bake））が行われる。ＰＥＢを終えたウエハＷは現像モジュール８４内へと搬入され、例えば現像液によりパターンの現像が行われた後、受け渡しステージＵ４を経由し検査モジュールＣ２内へと戻される。

検査モジュールＣ２内においては、検査装置８６１（８６２）においてパターンの線幅の検査が行われる。具体的には、ウエハＷに形成されたパターンの線幅を検出し、ウエハＷ内の位置とパターンの線幅とを対応付けてパターン情報として検査装置８６１（８６２）内の記憶部に記憶する。検査を終えたウエハＷは受け渡しステージＵ３上に受け渡され、キャリアブロックＣ１の受け渡しアーム８２によってウエハＷはキャリアＣに戻される。

ここで本実施形態に用いられるレジストについて説明する。本実施形態に用いられるレジストは、光増感化学増幅型レジストと呼ばれるレジストである。このレジストは、パターン露光に用いられる波長の光、例えばＥＵＶやＥＢ（電子線）によって、当該レジスト中に酸と光増感剤とが発生する。引き続いて後述の一括露光を行うが、この一括露光に用いられる光は、発生した光増感剤のみが光を吸収する波長が選択され、パターン露光を行った部分のみに再び酸と光増感剤とが発生する。即ち、パターン露光によって形成されたパターン部分においてのみ、一括露光により酸が増殖する。そして後段のＰＥＢにより、パターン部においてレジスト中のポリマーが、上述した反応により発生した酸との触媒反応により現像液に対して可溶となる。

次いで本発明の一括（全面）露光装置１について説明する。
一括露光装置１は、図３に示すようにステージ支持部１４に支持され、ステージ支持部１４に対して回転することができるウエハ載置部であるステージ１３を備えている。ステージ支持部１４は、例えばボールねじやモータなどを組み合わせてなるＸ移動機構１２によりＸ方向に移動自在に構成されている。ステージ１３の上方には、露光部１１が設けられており、ステージ１３及び露光部１１は、一括露光装置１の外部と区画するための筐体（図示せず）内に配置されている。図３中Ｌ１は後述する露光部１１からの光の照射領域（露光領域）である。

露光部１１は、図４に示すように例えばＸｅ−Ｈｇランプからなる光源２１及び光路部材を備えている。図３では、光源２１及び光路部材などを収納しているケース体を露光部１１として示している。光路部材は、反射鏡Ｍ１、透過フィルタであるＬＣＤ（液晶ディスプレイ）シャッタ２２、マスク２３及び反射鏡Ｍ２などからなり、図示していないが、レンズなども含まれる。光源２１からの光は反射鏡Ｍ１にてＬＣＤシャッタ２２へと入射するように反射され、ＬＣＤシャッタ２２を透過した光はマスク２３を通過する。

マスク２３は、ウエハＷにおける照射領域を規制するためのものであり、図５に示すようにウエハＷの直径に相当する長さ寸法（例えば３００ｍｍ）と所定の開口幅とを有する開口部２３１が形成されている。開口幅の一例としては、例えば１ｍｍの寸法を挙げることができるが、ウエハＷ上に形成されるチップ群の１チップに対応した寸法であってもよい。マスク２３を通過した光は反射鏡Ｍ２を介してウエハＷ上に到達し、図３及び図４に示すように帯状の照射領域Ｌ１を形成する。

ＬＣＤシャッタ２２は、図５に示すようにガラス基板上に例えばマトリックス状に配置された複数のシャッタ部２２１を備え、各シャッタ部２２１を光透過状態または遮光状態にするためのトランジスタが各シャッタ部２２１に対応して設けられている。ＬＣＤシャッタ２２は、光制御板に相当する。図４に示すシャッタ駆動回路部２４は、トランジスタのオン、オフを制御するための回路部である。

一方、後述する制御部１００内のメモリ１０４（図６参照）のメモリ空間においては、ウエハＷはマトリックス状に複数の領域に分割されている。各シャッタ部２２１の領域をピクセルと呼ぶことにすると、ＬＣＤシャッタ２２のピクセル群のうち、ウエハＷの各分割領域に対応する領域には複数のピクセルが含まれている。従って各分割領域は、マスクで覆われていないＬＣＤシャッタ２２の領域において分割領域に対応する複数のピクセルのうち、オンにするピクセルの数を調整することにより、ウエハＷの各分割領域に照射される露光量が調節される。このことは言い換えると露光部１１の発光パターンが調整され、ウエハＷ上の照射領域Ｌ１の照度パターンが調整されるということである。

オンにするピクセルとは、詳しくはトランジスタをオンにして光透過状態となるピクセルである。ピクセル群のうち、どのピクセルをオンにするかについての情報は、後述する制御部１００が保持している。この例では、ＬＣＤシャッタ２２及びシャッタ駆動回路部２４は、ウエハＷに照射される露光量を調整するための露光量調整部に相当する。

塗布、現像装置８は図６に示すように制御部１００を備えている。図６においては一括露光装置１及び検査装置８６１に関する部分を記載しており、制御部１００は、バス１０１、プログラム格納部１０２、ＣＰＵ１０３、メモリ（記憶部）１０４を備えている。プログラム格納部１０２内のプログラムは、検査装置８６１（８６２）から送信されてきた、ウエハＷの位置とパターンの線幅とを対応付けたパターン情報に基づいて、露光量調整部を制御するためのデータを作成してメモリ１０４に記憶するステップを含む。パターン情報は、レジスト膜から得られるレジストパターンの線幅の面内分布について影響を及ぼす情報である。

既述のようにメモリ空間においては、ウエハＷはマトリックス状に複数の領域に分割されている。一方、検査装置８６１（８６２）から送信されてきたパターン情報におけるパターンの線幅の大きさと対応付けられるウエハＷの位置は、露光量の大きさと対応付けられるウエハＷの分割領域よりも細分化されている。このため、分割領域毎に分割領域内に含まれるパターン情報の線幅の値から線幅の平均値を求めて、その平均値を分割領域の線幅として取り扱う（評価する）。例えばポジティブのレジストを用いたレジストパターンにおける非溶解部分をパターンの線幅とすると、線幅は露光量が多いと細くなり、露光量が少ないと太くなる。従ってこの場合、線幅を各分割領域の間で揃えるためには、所望の線幅よりも線幅が太い分割領域については、露光量を多くすればよく、所望の線幅よりも線幅が細い分割領域については、露光量を少なくすればよい。

この観点から、各分割領域の線幅に応じて、複数段階例えば便宜上４段階の露光量を割り当てて規格化し、分割領域の位置と、割り当てられた露光量の規格値とを対応付けてメモリ１０４に格納する。このデータ処理は、プログラムにより行われる。この例においては、既述のようにウエハＷの分割領域に照射される露光量は、ＬＣＤシャッタ２２のピクセル群のオン・オフによって決定される。露光量の規格値とは、例えば各分割領域に対応するＬＣＤシャッタ２２の領域内においてオンにすべきトランジスタのアドレスである。

例えばある分割領域に４個のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４が含まれ、露光量の規格値が第１段階〜第４段階であるとすると、第１段階の露光量の場合にはＴｒ１がオンになり、第２段階の光量の場合にはＴｒ１、Ｔｒ２がオンになり、第３段階の露光量の場合にはＴｒ１〜Ｔｒ３がオンになり、第４段階の露光量の場合には全てのトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４がオンになる。制御部１００からシャッタ駆動回路部２４に送られる制御信号の一例としては、ピクセルを構成するトランジスタ群のワード線に対応するスイッチング素子及びビット線に対応するスイッチング素子に対するオン・オフ指令が挙げられる。

またＬＣＤシャッタ２２を用いて露光量を調整する手法としては、ピクセル群のオン、オフのデューティー比（オフの時間とオンの時間との比率）を調整するようにしてもよい。

一方、分割領域の位置を特定する平面座標のうち、Ｘ座標はＸ移動機構１２の駆動系が管理する座標であり、例えばボールねじ機構によりＸ移動機構１２が構成されている場合にはモータに連結されたエンコーダにより特定される。そしてこのＸ座標が変化することによりウエハＷ上の横長な照射領域Ｌ１が移動していく。従って、例えば分割領域のＸ方向の一辺に相当するＸ座標の間隔毎に、マスクの開口部２３１に対応する領域のＬＣＤシャッタ２２についてオンにすべきトランジスタに相当する情報を記憶しておくことにより、照射領域Ｌ１がＸ方向に並ぶ分割領域を跨ぐごとに記憶部から読み出された情報に基づいて、照射領域Ｌ１の照射パターンが決定される。
この例では、帯状の照射領域Ｌ１の幅寸法は、例えば分割領域のＸ方向の一辺よりも小さい値に設定されている。

ところで、このように照射領域Ｌ１をウエハＷに対して相対的かつ連続的にスキャンして、ウエハＷの各部位の露光を調整する手法は、ウエハＷ上のパターンの線幅がウエハＷの直径全体に亘って、あるいはその一部においてＸ方向に連続的にあるいは段階的に変化する場合に好適である。一例としては、ステージ１３に載置されたウエハＷのＹ方向においてはパターンの線幅が揃っているが、Ｘ方向には徐々に線幅が大きくなっている場合、あるいはＸ方向に例えば概ね３段階くらいに線幅が分布している例などを挙げることができる。この場合には、照射領域Ｌ１全体の露光量を同じ値に設定し、照射領域Ｌ１のＸ座標の位置に応じて露光量の設定値を変える手法などを採用できる。

またウエハＷのＹ方向においてはパターンの線幅が揃っていない場合であっても、Ｙ方向において露光量を既述のようにして適切な値に調整することにより、即ち、適切な発光パターンを形成することにより、好適な使用態様となる。この場合には、照射領域Ｌ１のＸ方向の位置に応じてＹ方向の照度パターンが調整されるので、結果として、ウエハＷ上のＸ方向及びＹ方向の位置に応じて露光量が調整されるので、きめこまかい露光量の調整を行うことができ、レジストパターンの線幅の面内均一性のより一層の向上に寄与することができる。

更にまた、Ｙ方向の露光量が等しい場合において、あるいはＹ方向の露光量が揃わずに所定の山谷を持った分布パターンが存在する場合において、その露光量分布（照度パターン）を固定したまま、つまりＸ座標の位置に応じて照度パターンを変えずにＸ方向に照射領域Ｌ１をウエハＷに対して走査するようにしてもよい。この場合であっても、ウエハＷの位置に応じて露光量を調整した態様の一つである。

プログラム格納部１０２内のプログラムは、制御部１００から塗布、現像装置８各部に制御信号を送り、後述の塗布・現像処理を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶媒体に格納されて制御部１００にインストールされる。

続いて塗布、現像装置８の作用について説明する。
製品であるウエハ（製品ウエハ）に対して塗布、現像装置内にて処理を開始する前に、例えばそのウエハに用いられるレジストと同一のレジスト、及びパターン露光マスクを用いてテストウエハにパターンを形成する。次いでテストウエハに対し一括露光装置１にて基準となる露光量を用いる他は、製品ウエハと同一にして一括露光を行い、次いで現像を行う。「製品ウエハと同一にして一括露光を行う」とは、テストウエハに対する照射領域Ｌ１の大きさ、テストウエハに対する照射領域のスキャン方向、スキャン速度が製品ウエハの場合と同一であるということである。

そしてテストウエハにて得られたパターンについて検査装置８６１（８６２）にて検査を行い、既述のようにしてパターンの線幅の大きさとウエハＷの位置とを対応付けたパターン情報を取得する。制御部１００は、このパターン情報を例えばオンラインにより受取り、既述のようにしてウエハＷの位置、例えば分割領域の位置と規格化された露光量値（露光量値に応じたパラメータ値）とを対応付けたデータ（露光量調整用のデータ）を作成する。そしてロットの先頭ウエハから順次、図１、図２にて説明したように、レジスト塗布、パターン露光機Ｃ６によるパターン露光を行い、既述のように温調を行った後、一括露光装置１に搬入し、ウエハＷに対し一括露光を行う。

図７を用いて一括露光装置１の動作について説明すると、先ず露光部１１からの光の照射領域Ｌ１がウエハＷの一端に位置するようにＸ移動機構１２を用いてウエハＷの位置を調整する。照射領域Ｌ１はウエハＷの直径全体をカバーし、Ｙ方向に伸びる帯状の領域である。しかる後に照射領域Ｌ１を形成した状態で、Ｘ移動機構１２によりウエハＷをＸ方向に等速で移動させ、ウエハＷの他端まで照射領域Ｌ１をスキャンする。このときＣＰＵ１０３は、プログラムによりメモリ１０４から、ウエハＷのＹ方向の位置に応じた露光量値例えば既述の規格された露光量値を読み出してシャッタ駆動回路部２４に制御信号を出力する。既述のようにメモリ空間においてウエハＷの位置はマトリックス状に分割されており、各分割領域に含まれるＬＣＤシャッタ２２のシャッタ部（ピクセル）群のうち、その分割領域の露光量値に応じた数だけシャッタ部が光透過領域となる。このようにしてウエハＷのＹ方向の位置に応じて露光部１１の発光量の調整が行われ、以て露光量の調整が行われる。

具体的な例を挙げると、テストウエハのパターン（非溶解部）の線幅について、ウエハのノッチを基準として決めた一端から他端に向かって（一括露光装置１のＹ方向の一端から他端に向かって）徐々に細くなっていた場合には、製品のウエハＷにおける照射領域の露光量は、ウエハＷの一端から他端に亘って、段階的に少なくなるように調整される。

ウエハＷへの照射領域Ｌ１のスキャンは１回でもよいが、露光用の光の偏向による影響を緩和するために、１回目の露光後にステージ１３を１８０°回転させた後、再びウエハＷの一端側から他端側へと照射領域Ｌ１をスキャンしてもよい。または、ウエハＷに対する一端側から他端側への露光と、ステージ１３の回転によるウエハＷの１８０°回転とを複数回繰り返すようにしてもよい。

こうしてパターン露光及び一括露光を終えたウエハＷは処理ブロックＣ３内のＰＥＢを行う例えば棚ユニットＵ１を構成するＰＥＢユニット内に搬入され、ウエハＷに対してＰＥＢが行われ、レジスト膜のうちパターン露光により露光された部位が現像液に対して可溶となる。しかる後ウエハＷは現像モジュール８４に搬入され、例えば現像液が供給されて現像が行われ、レジストパターンが形成される。

上述の実施形態においては、光増感化学増幅型レジストを用い、パターン露光を行ってレジスト中に酸と光増感剤とを発生させ、次いでパターン露光の波長よりも長い波長を用いてウエハＷに対して全面露光（一括露光）を行って光増感剤から更に酸を発生させている。このため少ない露光量により線幅精度の高いレジストパターンを形成することができ、スループットの低下を抑えることができる。

そして、事前にテストウエハを用いて、製品ウエハと同様の処理を行うと共に一括露光装置１において基準となる露光量により一括露光を行い、加熱、現像により得られるレジストパターンの線幅を検査装置にて検査し、その線幅情報に基づいて、製品ウエハを一括露光するときの露光量をウエハＷの位置に応じて調整するようにしている。従って、一括露光における酸の増殖を面内の部位に応じて適切性をもってコントロールしているので、ウエハＷの面内におけるパターン線幅を調整することができる。

上述の実施形態では、レジストパターンのパターン情報をテストウエハを用いて取得しているが、例えば先行する同じロットのウエハに形成されたレジストパターンについて検査装置により得られたパターン情報を用いてもよい。また塗布、現像装置の外のスタンドアローンの検査装置によりウエハを検査して得られたパターン情報をオフラインにより制御部１００内に入力し、このパターン情報に基づいて光量調整用のデータを作成してもよい。

更にまた露光量調整用のデータを作成するための基となる、事前に得られる情報はパターン情報に限らず、レジストパターンの線幅の面内分布について影響を及ぼす情報であればよく、例えばパターン露光機Ｃ６の特性を示す情報、あるいはＰＥＢを行う加熱ユニットの特性を示す情報などであってもよい。

また、照射領域Ｌ１の形成方法としては、マスク２３により光の透過領域を規制することに代えて、ＬＣＤシャッタ２２におけるマスクの開口部２３１に相当する領域の周囲のシャッタ部２２１（ピクセル部）をオフにして、光透過領域を規制する方法により行ってもよい。
本実施形態の一括露光装置１においては、ＬＥＤシャッタ２２に代えて、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）シャッタを用い、当該ＭＥＭＳシャッタにおいて、画素ごとに設置した微小なシャッタを高速に開閉することによって光量を制御してもよい。

また帯状の照射領域Ｌ１を形成して、ウエハＷの各部位の露光量を調整するためには、光源２１として、上述してきた例におけるＸｅ−Ｈｇランプの代替として複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）２１１を用い、図８に示すような横長の照射領域Ｌ１を形成してもよい。一例として、照射領域Ｌ１の長さがウエハＷの直径寸法に相当するように複数のＬＥＤ２１１を一列に配列する例を挙げることができる。なお、メモリ１０４内のデータの手法としては、照射領域Ｌ１を形成するすべてのＬＥＤ２１１の発光強度の設定値を例えば同一の値とし、ウエハＷのＸ座標の値に応じてこの設定値をＬＥＤ２１１群ごとに変化させる手法を挙げることができる。この場合、ＬＥＤ２１１の一部あるいは全部の発光強度が互いに異なるように設定値を決めてもよい。

ＬＥＤ２１１の発光強度は、個々のＬＥＤ２１１を駆動電流の値を変化させることにより変更することができ、メモリ１０４内における発光強度の設定値のデータとしては、ＬＥＤ駆動回路部２５に設けられたスイッチング素子のオン、オフのデューティー比を挙げることができる。なお、ＬＥＤ２１１の発光強度の調整と、既述のシャッタ部２２１を用いた露光量の調整とを組み合わせてもよい。

また、一括露光装置１におけるウエハＷの位置に応じた露光量の調整は、露光部１１側の発光強度を調整することに代えて、照射領域Ｌ１とウエハＷとの相対的な移動速度をウエハＷの位置に応じて調整し、ウエハＷの位置に応じた照射時間を調整することにより行ってもよい。更にはまた、発光強度の調整と移動速度の調整とを組み合わせてもよい。

また、帯状の照射領域Ｌ１の長さ寸法は、ウエハＷの直径をカバーする寸法であることに限られず、例えばウエハＷの半径に相当する寸法であってもよい。この場合、照射領域Ｌ１により例えばウエハＷの半分の面を走査した後、ウエハＷの残りの半分の面を走査するシーケンスを採用することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る一括露光装置１について図９及び図１０を参照しながら説明する。なお、以降の実施形態の説明においては、第１の実施形態に係る部分と同一の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。
先ずパターン露光機Ｃ６にてパターンが形成されたウエハＷを一括露光装置１内に搬入する。続いて露光部１１において第１の実施形態と同様にしてウエハＷの直径と同じかあるいはそれよりも少し長い帯状の照射領域Ｌ１を形成する。そして照射領域Ｌ１をウエハＷの直径に位置させた状態で、ウエハＷを支持するステージ１３に接続された回転機構１５を回転させることにより、ウエハＷを例えば半回転（１８０°）回転させて、あるいは半回転の整数倍だけ回転させて照射領域Ｌ１をウエハＷ全体に亘ってスキャンさせる。

この場合制御部１００のメモリ空間では、ウエハＷは周方向に扇型に複数、例えばウエハＷの中心Ｏを通る直径を基準線として０度から３６０度まで１度ずつ３６０個に分割される。制御部１００は、３６０個の分割領域（角度領域）ごとにパターン情報に基づいて光量値を決める。一例としては分割領域ごとに第１の実施形態にて例示したように規格化された光量値（各分割領域に含まれるピクセルのオンの数）を設定した光量調整用のデータを作成する。

そしてウエハＷを回転させると、露光部１１はこのデータに基づいてウエハＷの回転位置ごとに光量が調整される。ウエハＷが１回転する間、ウエハＷの中心Ｏを含む中心部領域に連続して照射領域Ｌ１の一端側が位置することになるため、当該中心部領域については、光量をそれ以外の部位の光量よりも少なくなるように設定される。即ち、照射領域Ｌ１内に対応する発光量が揃っていると、ウエハＷの中心部領域の露光量がその領域の周縁側の露光量よりも多くなってしまうため、両者の領域の発光量を変えることにより露光量の差を補正する。

本実施形態においては、照射領域Ｌ１の長さ寸法は図１１に示すようにウエハＷの半径よりも若干長い寸法であってもよい。この場合には、照射領域Ｌ１をウエハＷの半径上に位置させた状態で、ウエハＷを１回転させて、あるいは複数回（３６０°×整数）回転させて照射領域Ｌ１をウエハＷ全体に亘ってスキャンさせる。この場合にも、ウエハＷが１回転する間、ウエハＷの中心Ｏを含む中心部領域に照射領域Ｌ１の一端側が連続して位置することになるため、当該中心部領域については、光量がそれ以外の部位の光量よりも少なくなるように設定される。

また、照射領域Ｌ１の長さ寸法をウエハＷの半径よりも少し短く設定し、照射領域Ｌ１の一端がウエハＷの中心Ｏから外れた部位に位置させて、照射領域Ｌ１をウエハＷに対して相対的に１回転させ、次いで照射領域Ｌ１をウエハＷの半径方向に少し移動させ、ウエハＷの中心Ｏ上に位置させて当該中心Ｏを含む領域を露光するようにしてもよい。このとき、照射領域Ｌ１におけるウエハＷの中心Ｏを含む領域以外の領域については、露光量をゼロとしてもよい。このような手法は、図３に示したようにウエハＷを径方向に移動させるための移動機構（図３ではＸ移動機構１２）を用いることにより実施できる。
本発明は、このように照射領域Ｌ１をパターン露光時における１回の露光のマスクサイズよりも大きく設定し、照射領域Ｌ１の相対的移動について回転と直線移動とを組み合わせてもよい。このような例としては、例えば図９に示したように照射領域Ｌ１をウエハＷの直径に対応する長さ寸法の帯状領域とし、この照射領域Ｌ１を例えばＸ移動機構１２によりウエハＷの径方向に移動させ、次いで照射領域ＬをウエハＷの中心を回転中心として相対的に回転させる手法を挙げることができる。照射領域Ｌの相対的回転動作は、ウエハＷの中心部を回転中心としてウエハＷを回転させる手法を挙げることができる。この場合、ウエハＷの径方向の移動パターンの例としては、例えばウエハＷの全面を照射領域Ｌ１により走査する例が挙げられる。

更にまた、照射領域Ｌ１の長さをウエハＷの半径よりも若干長い寸法に設定し、照射領域Ｌ１をウエハＷの半径上に位置させた状態で、ウエハＷを１回転させると共に、ウエハＷが回転しているときには、ウエハＷの中心Ｏを含む領域に位置する照射領域Ｌ１の露光量をゼロとしてもよい。この場合には、その後、ウエハＷの中心Ｏを含む領域に位置する照射領域Ｌ１において露光し、照射領域Ｌ１におけるその他の領域については露光量をゼロにする。

このように照射領域Ｌ１を周回させる実施形態においては、ウエハＷの周方向の照射領域Ｌ１の位置（ウエハＷの周方向の分割領域）に応じて、照射領域Ｌ１の露光量を一律に変更することに限らず、長さ方向の照度パターンを調整するようにしてもよい。

また例えばウエハＷの直径よりも長い照射領域Ｌ１を形成し、ウエハＷを回転させる間に、照射領域Ｌ１がウエハＷの直径に位置している状態を維持しながら照射領域Ｌ１をウエハＷの直径方向に動かすようにすれば、露光部１１の光の偏向の影響を緩和することができる。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ＬＣＤシャッタ２２、あるいはＭＥＭＳシャッタを用いて発光パターンを調整してもよい。また図８と同様に、光源２１としてＬＥＤを用い、各ＬＥＤの発光量を調整することにより発光パターンを調整することも可能である。
また、マスク２３を用いる代わりとして、マスクの開口部２３１に対応するＬＣＤシャッタ２２の各ピクセル以外のピクセルをオフにして照射領域Ｌ１を形成するようにしてもよい。
さらにまた、ウエハＷ側を移動させる代わりに露光部１１側を移動させてもよいし、あるいはウエハＷと露光部１１側の双方を移動させてもよい。

［第３の実施形態］
第１の実施形態及び第２の実施形態においては、ウエハＷに対して帯状の照射領域Ｌ１にて露光した状態にてウエハＷに対する照射領域Ｌ１を相対的且つ連続的に移動させているが、第３の実施形態は、パターン露光機Ｃ６におけるパターン露光のようにステップ露光を行う態様である。
具体的には、第３の実施形態にかかる一括露光装置１は、図１２に示すように、ステージ１３がＸ移動機構１２及びＹ移動機構１６によりＸ、Ｙ方向の双方に移動可能となるように構成されている。

本実施形態の一括露光時の光の照射領域については、パターン露光機Ｃ６にてパターン露光が行われるときの露光ショット領域に対応する領域として形成される。パターン露光機Ｃ６にて行われるパターン露光においては、ウエハ上の１チップに相当する大きさのショット領域（照射領域）を、各チップに対して順次パルス的に（間欠的に）移動させていく。例えばショット領域に対して１チップ分ずつウエハを間欠的に移動させ、ウエハが停止しているときに露光が行われる。また１チップに相当する大きさのショット領域をｎ（ｎは２以上の整数）個形成し、ｎチップ分ずつウエハを間欠的に移動させ、ウエハが停止しているときにｎチップ分を同時に露光する場合もある。

従って、一括露光装置１においては、図１３に示す照射領域Ｌ２を、パターン露光が行われたときのショット領域（１チップ分あるいはｎチップ分のショット領域）と同じ領域として形成する。照射領域Ｌ２を規制する手法としては、例えば縦横のサイズを自由に変更できる移動式の遮光シャッタを用いてもよいし、
ＬＣＤシャッタ２２やＭＥＭＳシャッタにおける照射領域Ｌ２に対応する以外の領域のピクセルをオフにして光透過領域を規制してもよい。あるいは第１の実施形態のように、照射領域Ｌ２に対応する開口部を備えたマスクを用いてもよい。制御部１００内のプログラムは、照射領域Ｌ２を形成するための工程、ウエハＷに一括露光を行う時の露光量の調整に関する工程を実行するようにステップが組まれている。

次に本実施形態の作用について説明する。先ずテストウエハについて第１の実施形態と同様に、テストウエハをパターン露光機Ｃ６にてパターン露光を行う。次いで一括露光装置１にテストウエハを搬入し、パターン露光機Ｃ６におけるパターン露光領域（ステップ露光領域あるいはショット領域）の露光順序に従って、例えば基準となる露光量により照射領域Ｌ２によるステップ露光を順次行っていく。

続いてテストウエハに対して加熱、現像処理を行って、レジストパターンを形成し、検査装置８６１（８６２）にて、テストウエハの線幅を検査する。テストウエハに対するプロセスレシピ、パターンマスク及びレジストの種別は、製品ウエハと同じに設定されている。そして一括露光装置１の制御部１００では、検査結果に応じて、各チップに対する光量の規格値に相当する情報と各チップの位置（Ｘ、Ｙ方向の位置）とを対応付けたデータを作成してメモリ１０４に記憶する。またパターン露光機Ｃ６による照射領域の移動順序及び移動のタイミングのデータを取り込みメモリ１０４に記憶する。

次にロットの先頭ウエハから順次、図１、図２にて説明したように、レジスト塗布、パターン露光機Ｃ６によるパターン露光を行い、一括露光装置１に搬入する。図１５を用いて当該一括露光の作用について説明すると、先ず光源２１からの光の照射領域Ｌ２がウエハＷの一端Ｐに位置するようにＸ移動機構１２及びＹ移動機構１６を用いてウエハＷの位置を調整する。この照射領域Ｌ２は既述のようにパターン露光時における１回のステップ露光領域の全体である。照射領域Ｌ２は、ショット領域と同じ大きさの照射領域に設定されているが、パターンマスクを用いていない点でパターン露光時の照射領域とは異なる。

図１５はパターン露光時のショット領域がウエハＷに対して間欠的に移動したときの一括露光時における照射領域Ｌ２の移動例を示している。一括露光時においては、パターン露光時と同様に照射領域Ｌ２は矢印にて示したように一端Ｐから各チップ上を間欠的に他端Ｑまで移動し、例えば各チップごとに露光される。露光部１１側の光照射領域の投影領域を照射領域Ｌ２として捉えると、照射領域Ｌ２は、チップ上にて停止しているときだけ露光されるといえる。また露光部１１側から光が発せられている状態をウエハＷ上の照射領域Ｌ２として捉えると、照射領域Ｌ２は、ウエハＷの停止時だけウエハＷ上に形成され、結果としてウエハＷ上の各チップ上にだけ露光されることになる。

この実施形態においても、既述のように各チップに対する光量の規格値に相当する情報と各チップの位置（Ｘ、Ｙ方向の位置）とを対応付けたデータに基づいて、ウエハＷ上の各チップの位置（ウエハＷ）上の照射領域Ｌ２の位置に応じた露光量に調整される。１回のステップ（ショット）の露光量は、照射領域Ｌ２の位置ごとに一括して（照射領域Ｌ２内で同じ露光量として）決められていてもよいが、例えばＬＣＤシャッタ２２のピクセルのオン、オフを制御して、照射領域Ｌ２内にて照射領域Ｌ２の位置ごとに照度分布が調整されていてもよい。
そして図１６に示すように、一括露光時におけるショット（ステップ露光）の順序（Ｐ１´、Ｐ２´、Ｐ３´・・・）をパターン露光時のショットの順序（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・）に合わせると共に、一括露光時における各ショットの露光のタイミング（１番目のショットを行ってから続く各ショットの開始時間）をパターン露光時のショットのタイミングに合わせている。なお、一括露光装置１に搬入されるウエハＷの向きは、例えばノッチを基準に常に一定である。従って、１番目のショットが行われてから、ｎ（ｎは整数）番目のショットが開始されるまでの時間は、パターン露光及び一括露光の間で揃うことになる。このように処理することにより、各チップの間で、あるいはチップのグループの間で、パターンの線幅の面内均一性の調整が行いやすくなる。
このような実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ウエハＷの面内におけるパターン線幅の均一性を高めることができる。
そして一括露光時に各ショットの露光量を調整するためには、既述のように露光部１１の光強度の調整に限らず照射時間を調整してもよいし、両方を組み合わせてもよい。

また、一括露光装置１において第３の実施形態のようにステップ露光（ショット露光）を行う場合には、１回のショット領域内全体を同時に露光することに代えて、当該ショット領域よりも小さい照射領域を走査することにより、照射領域Ｌ２を形成してもよい。図１７は、このような例を示しており、図１５に示す例と同様に照射領域Ｌ２をチップの各列ごとに順次Ｘ方向に間欠的に移動させると共に、１チップの領域Ｒの幅に相当する長さ寸法の帯状の照射領域Ｌ３を、ウエハＷ上をＸ方向へと相対的に移動させている。小さな帯状の照射領域Ｌ３は、既述のようにマスクやＬＣＤシャッタ２２などにより形成される。この場合には、照射領域Ｌ３の位置に応じて当該照射領域Ｌ３の長さ方向の露光量分布を調整するように構成すれば、１回のショット領域に対応する照射領域Ｌ２内にて、Ｘ、Ｙ方向の位置に応じたきめ細かい露光量の調整を行うことができる。また、１チップの幅寸法の帯状の照射領域Ｌ３を、ウエハＷ上をＹ方向へと相対的に移動させてもよい。このような例は、いわばステップ露光と第１の実施形態に記載したスキャンタイプの露光とを組み合わせた手法ということができる。

［本発明の変形例］
また、本発明の一括露光装置１を含めた塗布、現像装置８によるウエハＷの処理においては、パターン露光機Ｃ６から一括露光装置１までのウエハＷの搬送経路にバッファ領域を設けて、バッファ時間が存在するようにしてもよい。パターン露光機Ｃ６からは常に一定の時間間隔でウエハＷが塗布、現像装置に払い出されるわけではないので、ウエハＷ間の払い出しのタイミングが早い場合にはバッファ領域にて待たせることにより各ウエハＷ間にて、パターン露光が終了してから一括露光が行われるまでの時間が揃う。
そしてこのバッファ時間の長さについては、パターン露光の開始からＰＥＢの開始可能までの時間のバラツキを予めシミュレートし、最も遅いＰＥＢの開始可能時間に対応して決定することにより、一括露光装置１の処理が終了してからＰＥＢが開始されるまでの時間についてもウエハＷの間で揃う。

また、本発明の一括露光装置１においては、使用するレジストの種類に応じて一括露光時の照射光の波長を変化させる構成例を図１８に示す。この例では、Ｘｅ−Ｈｇランプからなる光源２１からの光を偏光フィルタ４１（図１８の例においては偏光フィルタ４１ａ、４１ｂまたは４１ｃ）によって透過しウエハＷ上に照射する。偏光フィルタ４１ａ、４１ｂ、４１ｃは夫々透過する光の波長が異なっており、例えば回転板の周方向に沿って配置され、使用するレジストの種類に応じて、使用する偏光フィルタ４１を光路上に位置させて選択することにより、一括露光時の露光波長を設定することができる。

あるいは、図１９に示すように、一括露光時の照射光を回折格子Ｇ１の角度を調整することにより露光波長を選択する構成としてもよい。この例では、Ｘｅ−Ｈｇランプからなる光源２１とマスク２３の開口部との間に反射鏡を構成する回折格子Ｇ１を配置し、使用する波長に応じて回折格子Ｇ１の角度を選択することにより、所望の波長の光が分離できる。また、回折格子Ｇ１の代替として、プリズムを用いて所望の波長の光を分離してもよい。

また、テストウエハを用いて得られたパターンについて、サイドウォールアングル（ＳＷＡ：線側壁の傾斜角）θを検査し、当該θの検査結果を検査装置８６１（８６２）からフィードバックして一括露光装置１の照射光の波長を調整することにより、ＳＷＡを調整することも可能である。この場合、θが目標値θ_０に比して小さい場合には、偏光フィルタ４１を交換し、または回折格子Ｇ１の角度を変化させることにより照射光を長波長にし、θが目標値θ_０に比して大きい場合には照射光を短波長とする。

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態が第１〜第３の実施形態と異なる個所は次の通りである。図２０（ａ）は、第１〜第３の実施形態（以下、「先の実施形態」という）におけるウエハＷの処理の順序の概略を示している。先の実施形態では、ウエハＷはレジスト膜が形成された後、パターン露光機Ｃ６にてパターン露光され、次いで一括モジュールＣ４内の一括露光装置１（図１参照）にて一括露光され、更に処理ブロックＣ３内にて加熱処理（ＰＥＢ）された後、現像処理される。

これに対して第４の実施形態では、図２０（ｂ）に示すようにパターン露光の後に行われる一括露光モジュールＣ４内の一括露光を、第１の露光工程に相当する高照度露光（工程）と第２の露光工程に相当する低照度露光（工程）とに分けて行うようにしている。なお、図２０では、一括露光の前にウエハＷに対して行われる冷却プレートによる温度調整の記載を省略している。

先の実施形態にて行われる一括露光と、第４の実施形態にて行われる高照度露光及び低照度露光と、について図２１に示した模式図を参照しながら説明する。一括露光の役割は、既述のようにパターン露光、現像を行って得られたパターンの線幅の不揃いを修正するためのものである。即ち、一括露光を行わない場合に現像液による非溶解部分の線幅が広すぎる（溶解した部分の線幅が狭すぎる）部位に対しては、一括露光の露光量を多くして酸の発生量を多くしている。また、現像液による非溶解部分の線幅が狭すぎる（溶解した部分の線幅が広すぎる）部位に対しては、一括露光の露光量を少なくして酸の発生量を少なくしている。こうして一括露光時の露光量をウエハの位置に応じてつまりパターン露光領域の位置に応じて調整することで、結果として線幅の面内均一性を確保しようとするものである。

図２１におけるマス目は、ウエハＷ上の領域を分割した状態を示している。１個の分割領域は、実際には例えばウエハＷ上の１チップ、あるいは複数チップに相当するが、紙面の制約から便宜上４×４として縦横に分割されているものとする。またマス目の中の数字は、分割領域に照射される露光量であり、分割領域の面積が等しいものとすると、照度を表していることにもなる。先の実施形態の一括露光は、図２１（ｃ）に相当する。第１の実施形態について図６のメモリ空間に記憶する露光量に関して既に説明しているが、マス目の中に記載した数字は、例えば当該説明において決定され、各分割領域に照射される露光量である。この例の露光量は模式的に示した数値であるが、ある分割領域に対する露光量を１００％としたときの他の分割領域の露光量の割合とも言うことができる。先の実施形態では、図２１（ｃ）に示すように一括露光装置１にて、分割領域に応じて、９９．５、１００、１００．５のいずれかの大きさで露光される。

一方、図２１（ａ）、（ｂ）は、第４の実施形態において行われる高照度露光（第１の露光工程）における各分割領域に対する露光量と低照度露光（第２の露光工程）における各分割領域に対する露光量とに夫々対応している。一括露光時の露光量をパターン露光領域の位置に応じて調整するといっても、その調整幅は微量である。このため第４の実施形態では、先ず高照度露光によりパターン露光領域全面に亘って（ウエハＷ全面に亘って）例えば一定の露光量で露光し、その後に低照度露光により、各分割領域に応じた露光量で露光するようにしている。
高照度露光の露光量については、ウエハのロットに対して事前に各分割領域における一括露光時の露光量の最小値を見込んでおき、その最小値に対してマージンをとってマージン分だけ低い露光量を高照度の露光量として設定する。このため低照度の露光量は例えば高照度の露光量に対して高々１％程度である。図２１は例えば（ａ）に示すように高照度露光を行い、次いで（ｂ）のように低照度露光を行うことにより、（ｃ）に示すように、先の実施形態のように一括露光を行った結果になることを示している。

図２２は第４の実施形態に用いられる一括露光モジュールＣ４の一例を示しており、この一括露光モジュールＣ４は、高照度露光を行う第１の露光ユニットに相当する高照度露光ユニット１−１と低照度露光を行う第２の露光ユニットに相当する低照度露光ユニット１−１とを備えている。この場合、搬送アームＤ４は、受渡しステージＵ６、高照度露光ユニット１−１、低照度露光ユニット１−２及び図示しない冷却プレートの間でウエハＷを受け渡す役割を有する。

図２２の例では、高照度露光ユニット１−１及び低照度露光ユニット１−２の夫々にウエハＷを載置する載置部が設けられているが、高照度露光ユニット１−１及び低照度露光ユニット１−２を互いに隣接させ、共通の載置部が両ユニット１−１、１−２間を移動機構により移動する構成であってもよい。
高照度露光ユニット１−１及び低照度露光ユニット１−２の各々は、先の実施形態で使用した一括露光装置１と同じ構成のものを使用することができる。そして、高照度露光ユニット１−１は、ウエハＷの全面を同じ露光量で露光する点において一括露光装置１と異なり、また低照度露光ユニット１−２は、メモリ１０４内のデータに基づいて露光量の調整が行われるが、露光量が小さいという点で一括露光装置１と異なる。

従って高照度露光ユニット１−１は、例えば図３及び図７に示すようにウエハＷ上に形成されたＹ方向に伸びる帯状の照射領域をＸ方向に走査する、または図９及び図１０に示すように帯状の照射領域をウエハＷに対して相対的に回転させるなどの手法により、例えばウエハＷの全面に亘って照度が一定となるようにウエハＷ上の全面が露光される。この場合、例えば同じ露光量で既述の照射領域を一定速度で走査する手法が採用できる。また第３の実施形態のようにショット領域を間欠的に移動させる手法により高照度露光を行ってもよいが、高いスループットを得る観点からは、第１、第２の実施形態の手法の方が得策である。

そして低照度露光ユニット１−２においても、先の実施形態にて記載している手法により、例えば第１の実施形態にて詳述しているように、メモリ１０６内にウエハＷ上の分割領域の位置と露光量例えば露光量の規格値とを対応付けたデータを記憶しておき、このデータに基づいて露光量が調整されるように構成される
高照度露光と低照度露光との順番については、高照度露光、低照度露光の順番に限られず、図２０（ｃ）に示すように、低照度露光、高照度露光の順番であってもよい。

また高照度露光は、ウエハＷの全面に亘って（パターン露光領域の全面に亘って）照度が一定となるように露光することに限られるものではなく、例えばウエハＷの一端側から他端側に亘って照度が増加あるいは減少するように、あるいは局所的に照度を変えるように露光するようにしてもよい。更にはまた、高照度露光は、例えばマスクを用いずに、ウエハＷの全面を同時に照射してもよく、この場合にはウエハＷの全面において通常照度分布が形成されることになるが、低照度露光において、この照度分布も見込んで各分割領域の露光量を決定するようにすればよい。

第４の実施形態では、パターン露光の後に行われる、光増感剤に光エネルギーを供給して酸を発生させる一括露光を、高照度露光と低照度露光とに分けている。そして酸を発生させるために必要な露光量の大部分の露光を高照度露光により行い、事前の情報に基づいてパターンの線幅（ホール径なども含む）の不均一性を緩和するためにウエハＷの面内の露光量の調整を低照度露光により行っている。このため面内の露光量を調整する低照度露光では、露光量の変化量に対する露光量の調整部の調整幅を大きくすることができる。調整幅とは、例えば第１の実施形態にて使用したＬＣＤシャッタ２２の場合にはピクセルのオン、オフパターンの組みあわせに相当し、発光ダイオード２１１を用いる場合には、駆動電流供給回路のスイッチング素子のオン、オフのデューティー比の可変範囲などが相当する。このため露光量のウエハＷの面内の調整が容易であり、信頼性の高い調整を行うことができ、結果として面内におけるパターンの線幅について良好な均一性が得られる。

ここで図２３は、ウエハＷに塗布、成膜されるレジストの吸光度と光の波長との関係を示しており、吸光度のピークに相当する波長λ１は、パターン露光されて発生した光増感剤が酸に変わる反応が活発化する波長である。例えば高照度露光及び低照度露光のいずれにおいても、波長λ１で露光を行ってもよいが、高照度露光及び低照度露光の各波長を異ならせてもよい。例えば高照度露光をλ１で行い、低照度露光を、吸光度のピークから少し下がったλ２で行うようにしてもよく、この場合には、低照度露光において露光量に対する光増感剤の反応量が小さく、つまりパターンの線幅の変化が鈍いことから、露光量の変化量に対する露光量の調整部の調整幅をより一層大きくすることができ、露光の調整が更に容易になる利点がある。

第４の実施形態では、一例として一括露光の９９％程度を高照度露光で行うこととして説明しているが、一括露光の９５％、９０％あるいはそれ以下の割合の露光を高照度露光で行い、残りの露光を低照度露光で行うようにしてもよい。
また第４の実施形態では、ウエハＷの全面を露光する場合、例えば全面を同じ露光量で露光する場合（第１の露光工程）には高照度、ウエハＷ上の各領域について露光量を調整して露光する場合（第２の露光工程）には低照度で夫々露光を行っていたが、本発明ではこのような手法に限られず、例えば第１及び第２の露光工程を同程度の照度で行うなどの手法を採用してもよい。

８ 塗布、現像装置
１ 一括露光装置
１−１ 高照度露光装置
１−２ 低照度露光装置
１１ 露光部
１３ ステージ
２１ 光源
２２ ＬＣＤシャッタ
２３ マスク
８３ 塗布モジュール
８４ 現像モジュール
１００ 制御部
Ｃ６ パターン露光機
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 照射領域
Ｗ ウエハ

Claims (34)

1. レジスト膜を形成した基板に対して、パターンマスクを用いてパターン露光を行った後に、パターン露光領域を露光する装置であって、
   基板を載置する載置部と、
   前記載置部上の基板を露光し、その照射領域が基板のレジストパターン形成領域の全体よりも小さく設定されると共にＹ方向に沿って帯状に伸びる露光部と、
   前記照射領域を前記載置部上の基板に対して基板の面に沿って相対的にＸ方向に連続して移動させる移動機構と、
   事前に得られた情報に基づいて、前記基板上における照射領域の位置に応じて露光量を調整するために、前記基板上における照射領域の位置に応じて照射領域の移動速度を調整するように前記移動機構に制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする露光装置。
2. レジスト膜を形成した基板に対して、パターンマスクを用いてパターン露光を行った後に、パターン露光領域を露光する装置であって、
   基板を載置する載置部と、
   前記載置部上の基板を露光し、その照射領域が基板のレジストパターン形成領域の全体よりも小さく設定されると共に基板の中心部側から基板の周縁部に向かって帯状に伸びる露光部と、
   前記基板の中心部を回転中心として照射領域に対して基板を相対的に回転させる回転機構を含む移動機構と、
   事前に得られた情報に基づいて、前記基板上における照射領域の位置に応じて露光量を調整するために、前記基板上における照射領域の位置に応じて照射領域の移動速度を調整するように前記移動機構に制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする露光装置。
3. レジスト膜を形成した基板に対して、パターンマスクを用いてパターン露光を行った後に、パターン露光領域を露光する装置であって、
   基板を載置する載置部と、
   前記載置部上の基板を露光し、その照射領域がパターン露光時における１回の露光のマスクサイズよりも大きく設定された露光部と、
   前記照射領域を基板の径方向に相対的に移動させる機構と、前記照射領域を、基板の中心部を回転中心として前記基板に対して相対的に回転させる機構と、を備えた移動機構と、
   事前に得られた情報に基づいて、前記基板上における照射領域の位置に応じて露光量を調整するための制御信号を出力する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記照射領域を基板の径方向に相対的に移動させるステップと、前記照射領域を、基板の中心部を回転中心として前記基板に対して相対的に回転させるステップと、を実行するように前記移動機構に制御信号を出力することを特徴とする露光装置。
4. レジスト膜を形成した基板に対して、パターンマスクを用いてパターン露光を行った後に、パターン露光領域を露光する装置であって、
   基板を載置する載置部と、
   前記載置部上の基板を露光し、その照射領域がパターン露光時における１回の露光のマスクサイズに対応する大きさの整数倍の大きさに設定された露光部と、
   前記照射領域を前記載置部上の基板に対して基板の面に沿って相対的に移動させる移動機構と、
   事前に得られた情報に基づいて、前記基板上における照射領域の位置に応じて露光量を調整するための制御信号を出力する制御部と、を備え、
   前記移動機構は、前記照射領域をパターン露光時の露光領域に順次停止するように前記基板に対して相対的に間欠的に移動させるように構成され、
   前記制御部は、照射領域が基板に対して静止しているときだけ露光するように制御信号を出力することを特徴とする露光装置。
5. レジスト膜を形成した基板に対して、パターンマスクを用いてパターン露光を行った後に、パターン露光領域を露光する装置であって、
   基板を載置する第１の載置部と、この第１の載置部上の基板のパターン露光領域の全体を露光する第１の露光部と、を有する第１の露光ユニットと、
   基板を載置する第２の載置部と、この第２の載置部上の基板の複数の領域を露光する第２の露光部と、事前に得られた情報に基づいて、基板上の複数の領域の各々に応じて前記第２の露光部の露光量を調整するための制御信号を出力する制御部と、を有する第２の露光ユニットと、
   を備えたことを特徴とする露光装置。
6. 前記第２の露光部は、前記第１の露光部の露光時の照度よりも小さな照度で露光するように構成されていることを特徴とする請求項５記載の露光装置。
7. 前記情報は、露光後に加熱し、次いで現像することにより得られた基板上のレジストパターンを検査装置により検査して取得されたパターンの線幅の情報であることを特徴とする請求項５または６に記載の露光装置。
8. 前記レジストパターンは、基板上のレジスト膜に対してパターン露光を行い、次いで基板全面に対して露光を行った後に、加熱し、次いで現像することにより得られたものであることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
9. 前記制御部は、前記情報に基づいて作成された、基板上の位置と露光量とを対応させたデータを記憶する記憶部を備えたことを特徴とする請求項５ないし８のいずれか一項に記載の露光装置。
10. 前記第２の露光部の照射領域は、基板のレジストパターン形成領域の全体よりも小さく設定され、
    前記照射領域を前記第２の載置部上の基板に対して基板の面に沿って相対的に移動させる移動機構を設け、
    前記制御部は、前記基板上における照射領域の位置に応じて露光量を調整するための制御信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の露光装置。
11. 前記移動機構は、前記照射領域を前記基板に対して相対的にＸ方向に連続して移動させるように構成され、
    前記照射領域は、Ｙ方向に沿って帯状に伸びることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
12. 前記制御部は、前記基板上における前記照射領域のＸ方向の位置に応じてＹ方向の照度分布を調整するための制御信号を出力するように構成されている請求項１１記載の露光装置。
13. 前記照射領域の長さ寸法は、基板のレジストパターン形成領域の全体におけるＹ方向の最大寸法以上に設定されていることを特徴とする請求項１１または１２記載の露光装置。
14. 前記照射領域は、基板の中心部側から基板の周縁部に向かって帯状に伸び、
    前記移動機構は、基板の中心部を回転中心として照射領域に対して基板を相対的に回転させる回転機構を含むことを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
15. 前記制御部は、前記照射領域の位置に応じて照射領域の長さ方向の照度分布を調整するための制御信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項１４記載の露光装置。
16. 前記制御部は、前記基板上における照射領域の位置に応じて照射領域の移動速度を調整するように前記移動機構に制御信号を出力することを特徴とする請求項１１または１４記載の露光装置。
17. 前記照射領域は、パターン露光時における１回の露光のマスクサイズよりも大きく設定され、
    前記移動機構は、前記照射領域を基板の径方向に相対的に移動させる機構と、前記照射領域を、基板の中心部を回転中心として前記基板に対して相対的に回転させる機構と、を備え、
    前記制御部は、前記照射領域を基板の径方向に相対的に移動させるステップと、前記照射領域を、基板の中心部を回転中心として前記基板に対して相対的に回転させるステップと、を実行するように前記移動機構に制御信号を出力することを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
18. 前記照射領域は、パターン露光時における１回の露光のマスクサイズに対応する大きさの整数倍の大きさに設定され、
    前記移動機構は、前記照射領域をパターン露光時の露光領域に順次停止するように前記基板に対して相対的に間欠的に移動させるように構成され、
    前記制御部は、照射領域が基板に対して静止しているときだけ露光するように制御信号を出力することを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
19. 前記制御部は、パターン露光時における露光の順序に対応した順序で、前記照射領域を前記基板に対して相対的に間欠的に移動させるように制御信号を出力する請求項４または１８記載の露光装置。
20. 前記制御部は、前記基板上における前記照射領域のＸ方向及びＹ方向の位置に応じて露光量を調整するための制御信号を出力するように構成されている請求項４、１８または１９記載の露光装置。
21. 前記制御部は、前記基板上における前記照射領域の位置に応じて照射領域内の照度分布を調整するための制御信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項４、１８、１９または２０に記載の露光装置。
22. 前記露光部は、電気信号により光透過状態と遮光状態との一方を選択可能な複数の被制御領域がその面方向に沿って配列された光制御板を備え、
    前記制御信号は、前記被制御領域の状態を制御するための信号、または光透過状態の時間と遮光状態の時間との比率を制御するための信号であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の露光装置。
23. 前記露光部は、複数の発光ダイオードを備え、
    前記制御信号は、前記発光ダイオードの駆動電流を制御するための信号であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の露光装置。
24. レジストを用いて基板上に成膜したレジスト膜に対して、パターンマスクを用いてパターン露光する工程と、
    事前に得られた情報に基づいて、基板上の複数の領域の各々に応じた露光量を決定する工程と、
    その後、前記工程で決定された露光量に基づいて、基板のパターン露光領域を露光する工程と、
    しかる後、基板を加熱する工程と、
    続いて基板を現像する工程と、を含み、
    前記露光量を決定する工程に基づいて露光する工程は、
    基板上のレジストパターン形成領域の全体よりも小さく設定された露光部の照射領域を、基板に対して基板の面に沿って相対的に移動させる工程と、
    前記基板上における照射領域の位置に応じて露光量を調整する工程と、を含み、
    前記照射領域を、基板に対して基板の面に沿って相対的に移動させる工程は、基板の中心部を回転中心として照射領域に対して基板を相対的に回転させる工程と前記照射領域を基板の径方向に移動させる工程とを含むことを特徴とするレジストパターン形成方法。
25. レジストを用いて基板上に成膜したレジスト膜に対して、パターンマスクを用いてパターン露光する工程と、
    事前に得られた情報に基づいて、基板上の複数の領域の各々に応じた露光量を決定する工程と、
    その後、前記工程で決定された露光量に基づいて、基板のパターン露光領域を露光する工程と、
    しかる後、基板を加熱する工程と、
    続いて基板を現像する工程と、を含み、
    前記露光量を決定する工程に基づいて露光する工程は、
    基板上のレジストパターン形成領域の全体よりも小さく設定された露光部の照射領域を、基板に対して基板の面に沿って相対的に移動させる工程と、
    前記基板上における照射領域の位置に応じて露光量を調整するために照射領域の移動速度を調整する工程を含み、
    前記照射領域を、基板に対して基板の面に沿って相対的に移動させる工程は、基板の中心部を回転中心として照射領域に対して基板を相対的に回転させる工程であることを特徴とするレジストパターン形成方法。
26. 前記照射領域を、基板に対して基板の面に沿って相対的に移動させる工程は、更に前記照射領域を基板の径方向に移動させる工程を含むことを特徴とする請求項２５に記載のレジストパターン形成方法。
27. レジストを用いて基板上に成膜したレジスト膜に対して、パターンマスクを用いてパターン露光する工程と、
    事前に得られた情報に基づいて、基板上の複数の領域の各々に応じた露光量を決定する工程と、
    その後、前記工程で決定された露光量に基づいて、基板のパターン露光領域を露光する工程と、
    しかる後、基板を加熱する工程と、
    続いて基板を現像する工程と、を含み、
    露光後に加熱し、次いで現像することにより得られた基板上のレジストパターンを検査装置により検査して取得されたレジストパターンの側壁の角度情報に基づいて、パターン露光領域を露光する工程時における露光波長を選択することを特徴とするレジストパターン形成方法。
28. レジストを用いて基板上に成膜したレジスト膜に対して、パターンマスクを用いてパターン露光するパターン露光工程と、
    このパターン露光工程で露光された基板上のパターン露光領域の全体を露光する第１の露光工程と、
    事前に得られた情報に基づいて、前記パターン露光工程で露光された基板上のパターン領域における複数の領域の各々に応じた露光量を決定する工程と、
    この工程で決定された露光量に基づいて、前記基板上の複数の領域を露光する第２の露光工程と、
    しかる後、基板を加熱する工程と、
    続いて基板を現像する工程と、を含むことを特徴とするレジストパターン形成方法。
29. 前記露光量を決定する工程に基づいて露光する工程は、
    基板上のレジストパターン形成領域の全体よりも小さく設定された露光部の照射領域を、基板に対して基板の面に沿って相対的に移動させる工程と、
    前記基板上における照射領域の位置に応じて露光量を調整する工程と、を含むことを特徴とする請求項２８に記載のレジストパターン形成方法。
30. 前記照射領域を、基板に対して基板の面に沿って相対的に移動させる工程は、基板の中心部を回転中心として照射領域に対して基板を相対的に回転させる工程であることを特徴とする請求項２９に記載のレジストパターン形成方法。
31. 前記照射領域を、基板に対して基板の面に沿って相対的に移動させる工程は、更に前記照射領域を基板の径方向に移動させる工程を含むことを特徴とする請求項３０に記載のレジストパターン形成方法。
32. 照射領域の位置に応じた露光量の調整を行うために、照射領域の移動速度を調整する工程を含むことを特徴とする請求項３０または３１に記載のレジストパターン形成方法。
33. 露光後に加熱し、次いで現像することにより得られた基板上のレジストパターンを検査装置により検査して取得されたレジストパターンの側壁の角度情報に基づいて、パターン露光領域を露光する工程時における露光波長を選択することを特徴とする請求項２５ないし３２のいずれか一項に記載のレジストパターン形成方法。
34. レジスト膜を形成した基板に対して、パターン露光後に基板を露光する装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、請求項２５ないし３３のいずれか一項のレジストパターン形成方法を実施するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。

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