(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェーハ面内のグローバルな線幅変動を補正し、ウェーハ上にパターンを高精度に形成することができる露光システム及び露光方法を提供する。【解決手段】レジストが塗布された第１基板に電子ビームを照射し、複数のチップ領域の各々に第１パターンを描画する描画装置３０と、前記第１基板を露光する露光部１４０と、レジストが塗布された第２基板に前記描画装置を用いて電子ビームを照射し、複数のチップ領域の各々に第２パターンを描画し、現像することで形成されるパターンの線幅分布から求まる露光量分布を記憶する記憶部を備え、露光部１４０は、前記露光量分布に基づいて前記第１基板を露光する。【選択図】図２
2015231020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストが塗布された第１基板に電子ビームを照射し、複数のチップ領域の各々に第１パターンを描画する描画装置と、
レジストが塗布された第２基板に前記描画装置を用いて電子ビームを照射し、複数のチップ領域の各々に第２パターンを描画し、現像することで形成されるパターンの線幅分布から求まる露光量分布を記憶する記憶部と、
前記露光量分布に基づいて前記第１基板を露光する露光部と、
を備える露光システム。
【請求項２】
前記第１パターンと前記第２パターンは同じパターンであることを特徴とする請求項１に記載の露光システム。
【請求項３】
前記露光量分布は、前記第２基板に前記第２パターンを描画し、現像し、エッチング処理を行ったことで形成されるパターンの線幅分布から求まるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光システム。
【請求項４】
前記第１基板にレジストを塗布し、前記描画装置によるパターン描画及び前記露光部による露光後の前記第１基板の現像処理を行う塗布現像装置をさらに備え、
前記露光部は前記塗布現像装置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の露光システム。
【請求項５】
レジストが塗布された第１基板に電子ビームを照射し、複数のチップ領域の各々に第１パターンを描画する工程と、
レジストが塗布された第２基板に電子ビームを照射し、複数のチップ領域の各々に第２パターンを描画し、現像することで形成されるパターンの線幅分布から求まる露光量分布に基づいて、前記第１基板を露光する工程と、
を備える露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光システム及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。高精度の原画パターンの生産には、電子ビーム描画装置による電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。
【０００３】
電子ビームリソグラフィ技術は、荷電粒子ビームを利用するために本質的に優れた解像度を有する。また、焦点深度を大きく確保することができるので、高い段差上でも寸法変動を抑制できるという利点も有している。それ故、マスクの製造現場だけではなく、ウェーハ上にパターンを直接描画する際にも電子ビームリソグラフィ技術が用いられる。
【０００４】
ウェーハ上にはチップ領域が格子状に設けられ、電子ビーム描画装置は、チップ単位の描画データを用いて、各チップ領域に回路パターンを繰り返し描画し、ウェーハ全面の描画を行う。電子ビームリソグラフィ技術では、近接効果やフォギング効果等による寸法変動が生じるため、これらの寸法変動を考慮して描画データを補正する必要がある。
【０００５】
近接効果は後方散乱電子の影響でパターンの粗密に応じて寸法が変化する現象である。近接効果補正では、チップ単位の描画データに線幅補正を与えればよく、ウェーハ全面にパターンを描画する際、線幅補正を与えた描画データを繰り返し使用することができる。
【０００６】
一方、フォギング効果は、後方散乱した電子の一部がレジスト膜を抜け、描画室の天井面や光学鏡筒の下面で反射し、ウェーハ上に再照射されることで寸法が変化する現象であり、ウェーハ面内のグローバルな線幅変動を生じさせる。このフォギング効果による線幅変動を描画で補正するためには、チップ単位の描画データをウェーハレベルで展開し、グローバルな線幅補正を施す必要がある。しかし、このような補正は、データリソースの面で極めて負荷が大きく、困難であった。
【０００７】
また、パターン描画時にチップ単位でドーズ量（描画エネルギー）を変化させる方法もあるが、ウェーハ面内のグローバルな線幅変動は、１チップ領域内でも線幅が変動するため、このような方法でもチップ内における線幅変動を除去できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１９７３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、ウェーハ面内のグローバルな線幅変動を補正し、ウェーハ上にパターンを高精度に形成することができる露光システム及び露光方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様による露光システムは、レジストが塗布された第１基板に電子ビームを照射し、複数のチップ領域の各々に第１パターンを描画する描画装置と、レジストが塗布された第２基板に前記描画装置を用いて電子ビームを照射し、複数のチップ領域の各々に第２パターンを描画し、現像することで形成されるパターンの線幅分布から求まる露光量分布を記憶する記憶部と、前記露光量分布に基づいて前記第１基板を露光する露光部と、を備える。
【００１１】
本発明の一態様による露光システムにおいては、前記第１パターンと前記第２パターンは同じパターンであってもよい。
【００１２】
本発明の一態様による露光システムにおいては、前記露光量分布は、前記第２基板に前記第２パターンを描画し、現像し、エッチング処理を行ったことで形成されるパターンの線幅分布から求まるものであってもよい。
【００１３】
本発明の一態様による露光システムにおいては、前記第１基板にレジストを塗布し、前記描画装置によるパターン描画及び前記露光部による露光後の前記第１基板の現像処理を行う塗布現像装置をさらに備え、前記露光部は前記塗布現像装置に設けられていてもよい。
【００１４】
本発明の一態様による露光方法は、レジストが塗布された第１基板に電子ビームを照射し、複数のチップ領域の各々に第１パターンを描画する工程と、レジストが塗布された第２基板に電子ビームを照射し、複数のチップ領域の各々に第２パターンを描画し、現像することで形成されるパターンの線幅分布から求まる露光量分布に基づいて、前記第１基板を露光する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ウェーハ面内のグローバルな線幅変動を補正し、ウェーハ上にパターンを高精度に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る露光システムの概略図である。
【図２】同実施形態による露光装置の平面図である。
【図３】同実施形態による電子ビーム描画装置の概略図である。
【図４】同実施形態による補助露光ユニットの側面図である。
【図５】同実施形態による補助露光ユニットの上面図である。
【図６】同実施形態による制御装置のブロック図である。
【図７】補助露光ユニットによる露光を行わない場合のウェーハ面内での線幅分布を示す図である。
【図８】ウェーハ面内のグローバルな線幅変動を補正するための露光量分布を示す図である。
【図９】線幅変動補正露光を行った場合のウェーハ面内での線幅分布を示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は補助露光ユニットによる露光処理を示す図である。
【図１１】補助露光ユニットによる露光量分布を示す図である。
【図１２】同実施形態による露光方法を説明するフローチャートである。
【図１３】補助露光ユニットによる露光を行わない場合のウェーハ面内での線幅分布を示す図である。
【図１４】ウェーハ面内のグローバルな線幅変動を補正するための露光量分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本実施形態に係る露光システムの概略図である。図１に示す露光システムは、塗布現像装置１０及び露光装置２０を備え、シリコンウェーハ（基板）上にレジスト膜を形成し、露光処理を行い、露光されたウェーハを現像する。
【００１９】
塗布現像装置１０は、ウェーハ上にレジスト（感光剤）を塗布して均一な厚みのレジスト膜を形成する。レジスト膜が形成されたウェーハは露光装置２０へ搬送され、電子ビームを用いたパターン描画処理、及び後述する補助露光ユニット１４０（図２参照）による露光処理が行われる。露光装置２０で露光されたウェーハは、塗布現像装置１０に戻され、現像処理が行われる。
【００２０】
図２は露光装置２０の平面図であり、図３は露光装置２０に含まれる電子ビーム描画装置３０の断面図である。図２、図３に示すように、露光装置２０は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１００と、搬入出（Ｉ／Ｏ）チャンバ２００と、ロボットチャンバ（Ｒチャンバ）３００と、ライティングチャンバ（Ｗチャンバ）４００及び電子ビーム鏡筒５００を有する電子ビーム描画装置３０と、制御装置６００と、ゲートバルブＧ１〜Ｇ３とを備える。図２では、電子ビーム鏡筒５００の図示を省略している。ロボットチャンバ（Ｒチャンバ）３００は、搬送チャンバを構成する。
【００２１】
Ｉ／Ｆ部１００は、表面にレジスト膜が形成されたウェーハＷが収容された容器Ｃを載置する載置台１１０と、ウェーハＷを搬送する搬送ロボット１２０と、ノッチ合わせ部１３０と、補助露光ユニット１４０とを備える。ウェーハＷが収容された容器Ｃは塗布現像装置１０から搬入される。また、補助露光ユニット１４０による露光及び電子ビーム描画装置３０による描画が行われたウェーハＷが収容された容器Ｃは、塗布現像装置１０へ搬出される。
【００２２】
ウェーハＷの外周部には、円周方向における基準回転位置を表す目印として、Ｖ字状又はＵ字状に切り欠かれたノッチが形成されている。ノッチ合わせ部１３０は、ウェーハＷのノッチ位置を検出し、位置合わせを行う。
【００２３】
補助露光ユニット１４０は、ウェーハ面内のグローバルな線幅変動を補正するための露光処理を行う。図４は補助露光ユニット１４０の側面図であり、図５は補助露光ユニット１４０の上面図である。図４、図５に示すように、補助露光ユニット１４０は、ウェーハＷを保持して回転させる保持回転部１４２と、保持回転部１４２の上方に設けられ、ウェーハＷに露光光を照射する露光ノズル１４４とを有する。
【００２４】
保持回転部１４２の回転軸１４２ａは略鉛直方向に延び、回転軸１４２ａの上端に円盤状のスピンベース１４２ｂが取り付けられている。回転軸１４２ａ及びスピンベース１４２ｂは、図示しないモータにより回転させることができる。スピンベース１４２ｂの周縁部に設けられているチャックピン１４２ｃがウェーハＷを狭持することで、保持回転部１４２はウェーハＷをほぼ水平に保持して回転させることができる。
【００２５】
露光ノズル１４４は、ウェーハＷの径方向に沿って直動自在に設けられ、鉛直下向きに露光光を照射する。露光ノズル１４４は、ウェーハＷに対し、例えば紫外線を照射する。補助露光ユニット１４０による線幅補正のための露光処理については後述する。
【００２６】
Ｉ／Ｏチャンバ２００は、Ｒチャンバ３００内を真空（低気圧）に保ったままウェーハＷを搬入出するためのいわゆるロードロックチャンバである。Ｉ／Ｏチャンバ２００には、Ｉ／Ｆ部１００との間にゲートバルブＧ１が設けられており、真空ポンプ２１０と、ガス供給系２２０とを備える。真空ポンプ２１０は、例えば、ドライポンプやターボ分子ポンプ等であり、Ｉ／Ｏチャンバ２００内を真空引きする。ガス供給系２２０は、Ｉ／Ｏチャンバ２００を大気圧とする際にＩ／Ｏチャンバ２００内へベント用ガス（例えば、窒素ガスやＣＤＡ）を供給する。
【００２７】
Ｉ／Ｏチャンバ２００内を真空引きする際は、Ｉ／Ｏチャンバ２００に接続された真空ポンプ２１０を用いて真空引きする。また、Ｉ／Ｏチャンバ２００内を大気圧に戻す際には、ガス供給系２２０からベント用ガスが供給され、Ｉ／Ｏチャンバ２００内が大気圧となる。なお、Ｉ／Ｏチャンバ２００内を真空引きする際及び大気圧とする際には、ゲートバルブＧ１，Ｇ２はＣｌｏｓｅ（閉）される。
【００２８】
Ｒチャンバ３００は、真空ポンプ３１０と、アライメント室３２０と、アース体収容室３３０と、搬送ロボット３４０とを備える。Ｒチャンバ３００は、ゲートバルブＧ２を介してＩ／Ｏチャンバ２００と接続されている。
【００２９】
真空ポンプ３１０は、例えば、クライオポンプやターボ分子ポンプ等である。真空ポンプ３１０は、Ｒチャンバ３００に接続されており、Ｒチャンバ３００内を真空引きして高真空を保つ。アライメント室３２０は、ウェーハＷを位置決め（アライメント）するためのチャンバである。アース体収容室３３０は、アース体Ｈを収容するチャンバである。
【００３０】
アース体Ｈは、複数（例えば、３本）のアースピンＨａと、額縁形状の枠体Ｈｂとを備える。アース体Ｈは、ウェーハＷ上に載置された状態で、ウェーハＷ上に電子ビームによる描画が行われる。この際、アース体Ｈは、図示しないアースと接続されている。つまり、アース体Ｈは、電子ビームの照射によるウェーハＷへの電荷の蓄積（チャージ）を防止する。搬送ロボット３４０は、Ｉ／Ｏチャンバ２００、アライメント室３２０、アース体収容室３３０及びＷチャンバ４００間で、ウェーハＷを搬送する。
【００３１】
Ｗチャンバ４００は、真空ポンプ４１０と、Ｘ−Ｙステージ４２０と、駆動機構４３０Ａ，４３０Ｂと、を備え、ゲートバルブＧ３を介してＲチャンバ３００と接続されている。
【００３２】
真空ポンプ４１０は、例えば、クライオポンプやターボ分子ポンプ等である。真空ポンプ４１０は、Ｗチャンバ４００に接続されており、Ｗチャンバ４００内を真空引きして高真空を保つ。Ｘ−Ｙステージ４２０は、ウェーハＷを載置するための台である。駆動機構４３０Ａは、Ｘ−Ｙステージ４２０をＸ方向に駆動する。駆動機構４３０Ｂは、Ｘ−Ｙステージ４２０をＹ方向に駆動する。
【００３３】
図３に示すように、電子ビーム鏡筒５００は、電子銃５１０、ブランキングアパーチャ５２０、第１アパーチャ５２２、第２アパーチャ５２４、ブランキング偏向器５３０、成形偏向器５３２、対物偏向器５３４、レンズ５４０（照明レンズ（ＣＬ）、投影レンズ（ＰＬ）、対物レンズ（ＯＬ））等から構成される電子ビーム照射手段を備え、Ｘ−Ｙステージ４２０上に載置されたウェーハＷに電子ビームを照射する。
【００３４】
電子銃５１０から放出された荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム５０２は、照明レンズＣＬにより矩形、例えば正方形の穴を持つ第１アパーチャ５２２全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形、例えば正方形に成形する。そして、第１アパーチャ５２２を通過した第１アパーチャ像の電子ビームは、投影レンズＰＬにより第２アパーチャ５２４上に投影される。第２アパーチャ５２４上での第１アパーチャ像の位置は、成形偏向器５３２によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２アパーチャ５２４を通過した第２アパーチャ像の電子ビームは、対物レンズＯＬにより焦点を合わせ、対物偏向器５３４により偏向されて、移動可能に配置されたＸ−Ｙステージ４２０上のウェーハＷの所望する位置に照射される。かかる構成にすることにより電子ビーム描画装置３０を可変成形型の描画装置とすることができる。
【００３５】
電子銃５１０から放出された電子ビーム５０２は、ブランキング偏向器５３０によって、ビームオンの状態では、ブランキングアパーチャ５２０を通過するように制御され、ビームオフの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ５２０で遮蔽されるように偏向される。ビームオフの状態からビームオンとなり、その後ビームオフになるまでにブランキングアパーチャ５２０を通過した電子ビームが１回の電子ビームのショットとなる。各ショットの照射時間により、ウェーハＷに照射される電子ビームのショットあたりの照射量が調整されることになる。
【００３６】
制御装置６００は、例えば、コンピュータ等であり、露光装置２０の各部を制御する。図６に示すように、制御装置６００は、制御計算機６１０、記憶装置６２０及び偏向制御部６３０を有する。制御計算機６１０は、描画データ処理部６１２、露光量算出部６１６及びメモリ６１８を有する。記憶装置６２０は、例えばハードディスクドライブ等の磁気ディスク装置であり、描画データ６２２及び線幅分布データ６２４を格納している。メモリ６１８は、描画データ処理部６１２や露光量算出部６１６により生成されたデータを記憶する。図６では、本実施形態を説明する上で必要な構成要素以外については記載を省略しているが、制御装置６００は、各チャンバやゲートバルブ等を制御する機能を有している。
【００３７】
制御計算機６１０の描画データ処理部６１２は、記憶装置６２０から描画データ６２２を読み出し、複数段のデータ変換処理を行って装置固有のショットデータを生成する。ここで、描画データ６２２は、１つのチップに形成される回路パターンのデータであり、複数の図形パターンの形状及び位置が定義されている。描画データ処理部６１２は、描画データ６２２に定義された図形パターンを、１回のビームのショットで照射できる最大ショットサイズで分割し、ショット図形を生成する。図形パターンの分割後、描画データ処理部６１２は、ショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、例えば、図形種、図形サイズ、照射位置、照射時間等が定義される。ショットデータに含まれる“図形種”及び“図形サイズ”により成形偏向器５３２の偏向量が制御され、“照射位置”により対物偏向器５３４の偏向量が制御され、“照射時間”によりブランキング偏向器５３０によるビームオン／オフが制御される。
【００３８】
ショットデータに含まれる“照射時間”は、近接効果によるパターンの線幅（寸法）変動を補正するための近接効果補正照射量が考慮されている。近接効果補正照射量は公知の方法で求めることができ、例えば、描画データ処理部６１２は、ウェーハＷの描画領域を所定のメッシュサイズでメッシュ状に分割し、所定の積分方程式を解いて、メッシュ毎に補正照射量を求める。そして、描画データ処理部６１２は、電子銃５１０から放出された電子ビームの電流密度、基準照射量及び補正照射量から照射時間を求める。
【００３９】
このようにして生成されたショットデータはメモリ６１８に格納される。偏向制御部６３０は、メモリ６１８に格納されたショットデータを制御計算機６１０から受け取り、各偏向器における偏向量を演算し、制御する。
【００４０】
電子ビーム描画装置３０は、ウェーハＷ全面にチップが格子状に配列されるようにパターンを描画する。各チップを描画するにあたり、同じショットデータが繰り返し使用される。
【００４１】
記憶装置６２０に格納されている線幅分布データ６２４は、補助露光ユニット１４０による露光を行わずに、ウェーハＷ上へのレジスト塗布、描画データ６２２に基づく電子ビーム描画装置３０によるパターン描画、及び現像処理を行った場合のウェーハ面内での線幅分布を示し、フォギング効果等によるウェーハ面内のグローバルな線幅変動を含むものである。
【００４２】
図７（ｂ）は、フォギング効果等によるウェーハ面内のグローバルな線幅変動があった場合の線幅分布の一例を示す。図７（ａ）に示すように、ウェーハＷにはチップが格子状に配列され、図７（ｂ）は図７（ａ）の矢印で示すウェーハＷの径方向でみた線幅分布を示す。図７（ｂ）に示すように、補助露光ユニット１４０による露光を行わない場合、フォギング効果等の影響によりウェーハＷの周縁部の線幅が所望の値よりも細くなる場合がある。
【００４３】
このとき、現像処理前に、補助露光ユニット１４０により、図８に示すような、線幅が細い部分の露光量が大きくなる露光量分布の露光処理を行うことで、現像処理後のウェーハ面内での線幅分布は図９のようになり、フォギング効果等の影響による線幅変動を抑制することができる。
【００４４】
そこで、制御計算機６１０の露光量算出部６１６は、記憶装置６２０から線幅分布データ６２４を読み出し、ウェーハ面内のグローバルな線幅変動を抑制するための露光量分布を求める。例えば、露光量算出部６１６は、線幅分布データ６２４と、補助露光ユニット１４０の露光量に対するレジストの感度曲線とを用いて、線幅変動を抑制するための露光量分布を求める。この露光量分布は、事前に計算し、記憶装置６２０に露光量分布データとして記憶させておいてもよい。また、露光量分布データを別の計算機械で求めて、記憶装置６２０に記憶させておいてもよい。
【００４５】
線幅分布データ６２４は、補助露光ユニット１４０による露光処理を省略し、ウェーハＷ上へのレジスト塗布、電子ビーム描画装置３０によるパターン描画、及び現像処理を実際に行い、ウェーハＷ上のパターンの線幅をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で測定することで作成することができる。
【００４６】
補助露光ユニット１４０は、露光量算出部６１６により求められた露光量分布に基づいて、ウェーハＷに対し露光処理を行う。例えば、図１０（ａ）に示すように、露光ノズル１４４をウェーハＷ上方に配置し、保持回転部１４２がウェーハＷを回転させつつ、露光ノズル１４４からウェーハＷに光を照射し、領域Ｒ１を露光する。光を所定時間照射した後、図１０（ｂ）に示すように、露光ノズル１４４を外周方向に所定距離移動し、保持回転部１４２がウェーハＷを回転させつつ、露光ノズル１４４からウェーハＷに光を照射し、領域Ｒ１より外周側の領域Ｒ２を露光する。領域Ｒ２は領域Ｒ１よりも露光量が大きくなるようにする。
【００４７】
このように、ウェーハＷを回転させながら、露光ノズル１４４の移動と光の照射とを繰り返し行うことで、図１１に示すように、ウェーハＷの外周に向って徐々に露光量が大きくなるような露光量分布を得ることができる。このような露光量分布となるように補助露光ユニット１４０が露光処理を行うことで、図７（ｂ）に示すようなウェーハ面内のグローバルな線幅変動を抑制することができる。
【００４８】
次に、本実施形態による露光方法を図１２に示すフローチャートを用いて説明する。なお、線幅分布データ６２４は事前に作成されているものとする。
【００４９】
（ステップＳ１０１）塗布現像装置１０において、ウェーハＷ上にレジストを塗布し、レジスト膜を形成する。
【００５０】
（ステップＳ１０２）レジスト膜が形成されたウェーハＷを露光装置２０へ搬送し、Ｉ／Ｆ部１００のノッチ合わせ部１３０でウェーハＷの位置合わせを行った後、ウェーハＷを補助露光ユニット１４０の保持回転部１４２に保持させる。そして、露光量算出部６１６が、線幅分布データ６２４に基づいて、ウェーハ面内のグローバルな線幅変動を補正する露光量分布を求め、このような露光量分布となるように補助露光ユニット１４０を制御し、ウェーハＷに対する露光処理を行う。この露光量分布は事前に求めておいてもよい。
【００５１】
（ステップＳ１０３）描画データ処理部６１２が、記憶装置６２０に記憶されている描画データ６２２に基づいてショットデータを生成する。そして、電子ビーム描画装置３０が、ショットデータに基づいて描画処理を行い、ウェーハＷ全面にチップが格子状に配列されるようにパターンを描画する。
【００５２】
（ステップＳ１０４）パターン描画後、ウェーハＷを加熱し（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）、レジストを安定化させる。ＰＥＢを行う加熱ユニットは例えば塗布現像装置１０に設けられている。
【００５３】
（ステップＳ１０５）塗布現像装置１０において、現像処理を行い、パターンを現像する。
【００５４】
電子ビームリソグラフィ技術において、フォギング効果等により生じるウェーハ面内のグローバルな寸法変動を電子ビーム描画装置３０による描画で補正する場合、チップ単位の描画データをウェーハレベルで展開し、グローバルな線幅補正を施す必要があり、各チップの描画データには異なる線幅補正が与えられ、描画データを繰り返し使用することができず、データリソースの面で負荷が極めて大きくなる。
【００５５】
これに対し、本実施形態によれば、ウェーハ面内のグローバルな寸法変動を補助露光ユニット１４０による露光処理で抑制する。そのため、描画データについては、グローバルな寸法変動の補正を考慮する必要がなく、繰り返し使用することができるため、データリソースの面で負荷を抑えることができる。また、補助露光ユニット１４０の露光処理により、１チップ領域内における線幅変動も除去することが可能となる。このように、本実施形態によれば、ウェーハ面内のグローバルな線幅変動を補正し、ウェーハ上にパターンを高精度に形成することができる。
【００５６】
上記実施形態では、描画データ６２２を用いてウェーハ上に実パターンを描画し、現像後のパターンの線幅を測定し、線幅分布データ６２４を作成していたが、複数のウェーハにパターン密度の異なるテストパターンを描画して線幅を測定し、パターン密度別のウェーハ面内線幅分布を予め求め、記憶装置６２０に格納しておいてもよい。露光量算出部６１６は、描画データ６２２から回路パターンのパターン密度を求め、このパターン密度に対応する線幅分布を記憶装置６２０から読み出し、線幅変動を抑制するための露光量分布を求めることができる。
【００５７】
グローバルな線幅変動を含むウェーハ面内の線幅分布を数式で近似したものを線幅分布データ６２４としてもよい。露光量算出部６１６は、この数式と、露光量に対するレジストの感度曲線を用いて、線幅変動を抑制するための補助露光ユニット１４０の露光量分布を求める。
【００５８】
現像処理後にエッチング処理を行い、エッチング処理後のパターンの線幅を測定し、線幅分布データ６２４を作成してもよい。エッチング処理後のパターンの線幅分布には、フォギング効果による線幅変動だけでなく、エッチング分布の影響も含まれている。このような線幅分布データ６２４を用いて露光量算出部６１６が露光量分布を算出し、補助露光ユニット１４０が露光処理を行うことで、フォギング効果による線幅変動を抑制するだけでなく、エッチング分布特性の影響を抑制し、ウェーハ全体での歩留率を向上させることができる。
【００５９】
上記実施形態では、図１０、図１１に示すように、補助露光ユニット１４０の露光ノズル１４４を段階的に移動させて階段状の露光量分布となるように露光していたが、露光ノズル１４４を連続的に移動させて連続的な露光量分布としてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、補助露光ユニット１４０がウェーハＷの周縁部を露光したが、これはウェーハ面内の線幅変動に対応したものであり、例えば、図１３に示すような線幅変動が生じていた場合は、図１４に示すように、補助露光ユニット１４０は、ウェーハＷの周縁部だけでなく、ウェーハＷの中心部についても露光する。
【００６１】
上記実施形態では、図７（ｂ）に示すように、フォギング効果によるウェーハ面内のグローバルな線幅変動が同心円状に生じる例について説明したが、同心円状にならない場合についても適用可能である。この場合、例えば、保持回転部１４２によるウェーハＷの回転軸をウェーハＷ中心からずらすことで、同心円状でない線幅変動を補正する露光量分布を実現することができる。あるいはまた、同心円状でない線幅変動を同心円状の線幅変動に近似させて露光量分布を求めてもよい。
【００６２】
上記実施形態では、露光装置２０のＩ／Ｆ部１００に補助露光ユニット１４０を設け、線幅変動を補正するための露光処理を行っていたが、補助露光ユニット１４０の代わりに、塗布現像装置１０に設けられる周縁露光装置（ＷＥＥ：Ｗａｆｅｒ  Ｅｄｇｅ  Ｗｘｐｏｓｕｒｅ）がこの露光処理を行ってもよい。この場合、周縁露光装置には、露光量を変化させながらウェーハＷを露光し、露光量算出部６１６により求められた露光量分布を実現する機能が追加される。
【００６３】
上記実施形態では、図１２に示すように、補助露光ユニット１４０はレジスト塗布後、電子ビーム描画装置３０の描画前に露光処理を行っていたが、露光処理のタイミングはこれに限定されず、レジスト塗布後、現像処理前であれば、いつ行ってもよい。ただし、電子ビーム描画装置３０による描画からＰＥＢを行うまでの時間は短い方が好ましいため、露光処置は電子ビーム描画装置３０による描画前、又はＰＥＢ後が好ましい。
【００６４】
上記実施形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  塗布現像装置
２０  露光装置
３０  電子ビーム描画装置
１００  インタフェース部
１３０  ノッチ合わせ部
１４０  補助露光ユニット
１４２  保持回転部
１４４  露光ノズル
２００  搬入出チャンバ
３００  ロボットチャンバ
４００  ライティングチャンバ
５００  電子ビーム鏡筒
５１０  電子銃
５２０  ブランキングアパーチャ
５２２  第１アパーチャ
５２４  第２アパーチャ
５３０  ブランキング偏向器
５３２  成形偏向器
５３４  対物偏向器
５４０  レンズ
６００  制御装置
６１０  制御計算機
６１２  描画データ処理部
６１６  露光量算出部
【図１】
2015231020.tif 000003
【図２】
2015231020.tif 000004
【図３】
2015231020.tif 000005
【図４】
2015231020.tif 000006
【図５】
2015231020.tif 000007
【図６】
2015231020.tif 000008
【図７】
2015231020.tif 000009
【図８】
2015231020.tif 000010
【図９】
2015231020.tif 000011
【図１０】
2015231020.tif 000012
【図１１】
2015231020.tif 000013
【図１２】
2015231020.tif 000014
【図１３】
2015231020.tif 000015
【図１４】
2015231020.tif 000016