(57)【要約】【課題】レジストの膜厚分布を測定することなく、所望の線幅の配線パターンを形成する。【解決手段】薄膜が形成された基板上に塗布したレジストを画像データによりオンオフ制御される露光機８０により走査露光した後、現像、エッチングを行い薄膜による所望の線幅のパターンを形成する際、ベーク温度測定器１０２によりプリベーク時において基板Ｆの温度を測定し、予め求めておいた、プリベーク時の基板温度とレジスト感度との関係から、測定した前記基板の温度に対するレジスト感度を算出し、さらに、予め求めておいた、エッチング後の線幅に対する露光量とレジスト感度との関係から、算出した前記レジスト感度に対するエッチング後の線幅補正量を決定し、決定した線幅補正量により、前記所望の線幅とするための露光機８０の設定露光量を補正する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストが塗布された薄膜形成基板をプリベークし、プリベーク後の基板を、画像データによりオンオフ制御される露光機により走査露光した後、現像、ポストベークし、さらにエッチングを行って、残された部分の薄膜により基板上に所望の線幅のパターンを形成する露光装置における露光方法において、
プリベーク時において前記基板の温度を測定する温度測定ステップと、
予め求めておいた、プリベーク時の基板温度とレジスト感度との関係から、測定した前記基板の温度に対するレジスト感度を算出するレジスト感度算出ステップと、
予め求めておいた、現像後又はエッチング後の線幅に対する露光量とレジスト感度との関係から、算出した前記レジスト感度に対する現像後又はエッチング後の線幅補正量を決定する線幅補正量決定ステップと、
決定した線幅補正量により、前記所望の線幅とするための前記露光機の設定露光量を補正する露光量補正ステップと、
を有することを特徴とする露光装置における露光方法。
【請求項２】
レジストが塗布された薄膜形成基板をプリベークし、プリベーク後の基板を、画像データによりオンオフ制御される露光機により走査露光した後、現像、ポストベークし、さらにエッチングを行って、残された部分の薄膜により基板上に所望の線幅のパターンを形成する露光装置における露光方法において、
ポストベーク時において前記基板の温度を測定する温度測定ステップと、
予め求めておいた、ポストベーク時の基板温度とレジストテーパ角との関係から、測定した前記基板の温度に対するレジストテーパ角を算出するレジストテーパ角算出ステップと、
予め求めておいた、エッチング後の線幅に対する前記レジストテーパ角とレジスト線幅との関係から、算出した前記レジストテーパ角に対するエッチング後の線幅補正量を決定する線幅補正量決定ステップと、
決定した線幅補正量により、前記所望の線幅とするための前記露光機の設定露光量を補正する露光量補正ステップと、
を有することを特徴とする露光装置における露光方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の露光装置における露光方法において、
前記露光機の設定露光量の補正は、前記画像データ又は前記露光機の露光量により補正する
ことを特徴とする露光装置における露光方法。
【請求項４】
レジストが塗布された薄膜形成基板をプリベークし、プリベーク後の基板を、画像データによりオンオフ制御される露光機により走査露光した後、現像、ポストベークし、さらにエッチングを行って、残された部分の薄膜により基板上に所望の線幅のパターンを形成する露光装置において、
プリベーク時において前記基板の温度を測定する温度測定器と、
予め求めておいた、プリベーク時の基板温度とレジスト感度との関係から、測定した前記基板の温度に対するレジスト感度を算出するレジスト感度算出手段と、
予め求めておいた、現像後又はエッチング後の線幅に対する露光量とレジスト感度との関係から、算出した前記レジスト感度に対する現像後又はエッチング後の線幅補正量を決定する線幅補正量決定手段と、
決定した線幅補正量により、前記所望の線幅とするための前記露光機の設定露光量を補正する露光量補正手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項５】
レジストが塗布された薄膜形成基板をプリベークし、プリベーク後の基板を、画像データによりオンオフ制御される露光機により走査露光した後、現像、ポストベークし、さらにエッチングを行って、残された部分の薄膜により基板上に所望の線幅のパターンを形成する露光装置において、
ポストベーク時において前記基板の温度を測定する温度測定器と、
予め求めておいた、ポストベーク時の基板温度とレジストテーパ角との関係から、測定した前記基板の温度に対するレジストテーパ角を算出するレジストテーパ角算出手段と、
予め求めておいた、エッチング後の線幅に対する前記レジストテーパ角とレジスト線幅との関係から、算出した前記レジストテーパ角に対するエッチング後の線幅補正量を決定する線幅補正量決定手段と、
決定した線幅補正量により、前記所望の線幅とするための前記露光機の設定露光量を補正する露光量補正手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の露光装置において、
前記露光機の設定露光量の補正は、前記画像データ又は前記露光機の露光量により補正する
ことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レジストが塗布された薄膜形成基板をプリベークし、プリベーク後の基板を、画像データによりオンオフ制御される露光機により走査露光した後、現像、ポストベークし、さらにエッチングを行って、残された部分の薄膜により基板上に所望の線幅のパターンを形成する露光装置における露光方法及び露光装置。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤ、例えばＬＣＤのＴＦＴアレイの製造プロセスでは、図２０に示すように、洗浄（ガラス基板の洗浄の他、フォトリソグラフィプロセス中の基板洗浄を含む。）→成膜（ゲート金属スパッタ、ゲート絶縁膜／ａ−Ｓｉ膜／Ｎ+型ａ−Ｓｉ膜ＣＶＤ、ソース・ドレイン電極スパッタ、保護膜ＣＶＤ、透明電極スパッタ）→フォトリソグラフィ（ゲート電極・配線、アイランド、ソース・ドレイン電極、保護膜、透明電極）→エッチング（フォトリソグラフィプロセス中のエッチング、チャネルエッチング）の一連の工程を数回繰り返して行われる（非特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、回路パターンを形成するフォトリソグラフィプロセスは、図２０及び図２１に示すように、パターンニングしようとする下地の薄膜２が形成された（成膜された）基板（半導体ではウエハ、ＦＰＤではガラス基板）１を洗浄した後（洗浄工程）、レジスト（フォトレジスト）３を塗布し（レジスト塗布工程）プリベークして乾燥、固化させる（プリベーク工程）。ここで、フォトレジスト３が塗布されプリベークされた基板１を基板（レジスト塗布薄膜形成基板）Ｆという。
【０００４】
次に、基板Ｆに対して、露光機によりレジスト３上に二次元のパターン形状を露光し、レジスト３に潜像を形成する（露光工程）。
【０００５】
次に、露光された部分を現像液により溶かして、レジスト３をパターンニングする（現像工程）。これをポストべークで固めレジスト３と基板１との密着性を上げ（ポストベーク工程）、エッチングのマスクとなるレジストパターンを形成する（エッチング耐性を持たせる）。
【０００６】
次に、エッチングプロセスで下地膜である薄膜２を溶解（ウェットエッチング）、又はプラズマで削り取る（ドライエッチング）ことにより薄膜２をパターンニングする（エッチング工程）。
【０００７】
この後、レジスト３を剥離し、パターンが形成された基板（パターン形成基板）Ｆａを得る。
【０００８】
なお、エッチング処理後の薄膜２の線幅（薄膜パターン）に対し、レジスト３の剥離処理を行っても薄膜２の線幅（薄膜パターン）は変化しない。すなわち、薄膜２の線幅は、エッチング処理後に決定される。
【０００９】
ところで、露光機によりレジストに二次元のパターン形状を露光する際、レジストの膜厚にばらつきがあると、パターンの線幅が設定線幅（所望の線幅）にならないという問題が指摘されている（特許文献１）。
【００１０】
この問題を解決するために、特許文献１に係る技術には、マスクのパターンを投影光学系によりレジストが塗布された基板上に投影し、マスクと基板を順次走査することによりパターンを形成する露光装置において、露光量設定手段が基板上のレジストの膜厚分布に従い適正露光量ｆ（ｘ）を求め、露光量制御手段で各位置ｘにおいて、露光量ｆ（ｘ）を満たすようにショット毎の照度Ｌ（ｘ）を調整し、解像不良、線幅を補正することができると開示されている。
【００１１】
しかしながら、この技術では、ショット毎の露光量調整となるため、ショットつなぎ部での線幅に変動が起きる。また、露光量以外での補正、入力画像データ上での線幅補正には高価なマスク交換が必要である。
【００１２】
高価なマスクを利用しない露光機として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子を利用して走査露光する露光装置（デジタル露光装置）が提案されている（特許文献２参照）。ＤＭＤは、ＳＲＡＭセル（メモリセル）の上に格子状に配列された多数のマイクロミラーを揺動可能な状態で配置したものであり、各マイクロミラーの表面には、アルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。ＳＲＡＭセルに画像データに従ったデジタル信号が書き込まれると、その信号に応じて各マイクロミラーが所定方向に傾斜し、その傾斜状態に従って光ビームがオンオフ制御されてレジストに導かれ、配線パターンが露光記録される。
【００１３】
上記の特許文献１には、レジストの膜厚分布に従い適正露光量を定めることで線幅を補正することが記載されているが、ベーク工程（プリベーク工程とポストベーク工程）が、最終的なパターンの線幅について影響を与える点については何も開示されていない。
【００１４】
ベーク工程では、ベーク装置内でのベーク時における基板内温度ムラが±３℃以内程度が要求されている（非特許文献１）。
【００１５】
この温度ムラの要因並びに温度ムラの低減技術として、ベーク炉内への導入空気量の均一化を図るための空気導入路開口長の一定化設定技術が提案されている（特許文献３）。
【００１６】
この特許文献３には、ホットプレート上に基板を載せる、あるいはベーク後の基板を前記ホットプレートから剥離するための基板支持ピンを前記ホットプレートの載置面の表面から出し入れするために前記ホットプレートに垂直方向の貫通孔が形成され、前記貫通孔に前記基板支持ピンが貫通された状態で当該基板支持ピンが水平方向に移動可能に構成されたベーク炉が開示され、前記基板支持ピンと前記貫通孔との無理な接触によるパーティクルの前記ベーク炉内での発生を回避する技術も記載されている。
【００１７】
基板のたわみを原因とするベーク中の温度ムラを抑制するために、ピンで基板を保持するのではなく、ホットプレートの載置面表面に形成したガラス粗面で基板を保持してたわみが発生しないようにし、ホットプレートと基板との間隔を等間隔に維持する技術が開示されている（特許文献４）。
【００１８】
【特許文献１】特開平７−２９８１０号公報
【特許文献２】特開２００５−２６６７７９号公報
【特許文献３】特開平８−３１３８５５号公報
【特許文献４】特開２０００−７７３１８号公報
【非特許文献１】半導体・液晶ディスプレイフォトリソグラフィ技術ハンドブック、リアライズ理工センター／リアライズＡＴ株式会社発行、２００６年１月３１日発刊、Ｐ４４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ベーク時において、基板上の温度ムラを抑制するためには、ホットプレート内の発熱部の配置を考慮する必要がある。
【００２０】
しかしながら、温度ムラを少なくしようとすると、ベーク装置の構成が複雑かつ高価となる。
【００２１】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、所望の線幅の配線パターンを形成することを可能とする露光装置における露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明に係る露光装置における露光方法は、レジストが塗布された薄膜形成基板をプリベークし、プリベーク後の基板を、画像データによりオンオフ制御される露光機により走査露光した後、現像、ポストベークし、さらにエッチングを行って、残された部分の薄膜により基板上に所望の線幅のパターンを形成する露光装置における露光方法において、下記の特徴（１）〜（３）を有する。
【００２３】
（１）プリベーク時において前記基板の温度を測定する温度測定ステップと、予め求めておいた、プリベーク時の基板温度とレジスト感度との関係から、測定した前記基板の温度に対するレジスト感度を算出するレジスト感度算出ステップと、予め求めておいた、現像後又はエッチング後の線幅に対する露光量とレジスト感度との関係から、算出した前記レジスト感度に対する現像後又はエッチング後の線幅補正量を決定する線幅補正量決定ステップと、決定した線幅補正量により、前記所望の線幅とするための前記露光機の設定露光量を補正する露光量補正ステップと、を有することを特徴とする。
【００２４】
（２）ポストベーク時において前記基板の温度を測定する温度測定ステップと、予め求めておいた、ポストベーク時の基板温度とレジストテーパ角との関係から、測定した前記基板の温度に対するレジストテーパ角を算出するレジストテーパ角算出ステップと、予め求めておいた、エッチング後の線幅に対する前記レジストテーパ角とレジスト線幅との関係から、算出した前記レジストテーパ角に対するエッチング後の線幅補正量を決定する線幅補正量決定ステップと、決定した線幅補正量により、前記所望の線幅とするための前記露光機の設定露光量を補正する露光量補正ステップと、を有することを特徴とする。
【００２５】
（３）なお、上記の特徴（１）又は（２）を有する発明において、前記露光機の設定露光量の補正は、前記画像データ又は前記露光機の露光量により補正することができる。
【００２６】
この発明に係る露光装置は、レジストが塗布された薄膜形成基板をプリベークし、プリベーク後の基板を、画像データによりオンオフ制御される露光機により走査露光した後、現像、ポストベークし、さらにエッチングを行って、残された部分の薄膜により基板上に所望の線幅のパターンを形成する露光装置において、以下の特徴（４）〜（６）を有する。
【００２７】
（４）プリベーク時において前記基板の温度を測定する温度測定器と、予め求めておいた、プリベーク時の基板温度とレジスト感度との関係から、測定した前記基板の温度に対するレジスト感度を算出するレジスト感度算出手段と、予め求めておいた、現像後又はエッチング後の線幅に対する露光量とレジスト感度との関係から、算出した前記レジスト感度に対する現像後又はエッチング後の線幅補正量を決定する線幅補正量決定手段と、決定した線幅補正量により、前記所望の線幅とするための前記露光機の設定露光量を補正する露光量補正手段と、を有することを特徴とする。
【００２８】
（５）ポストベーク時において前記基板の温度を測定する温度測定器と、予め求めておいた、ポストベーク時の基板温度とレジストテーパ角との関係から、測定した前記基板の温度に対するレジストテーパ角を算出するレジストテーパ角算出手段と、予め求めておいた、エッチング後の線幅に対する前記レジストテーパ角とレジスト線幅との関係から、算出した前記レジストテーパ角に対するエッチング後の線幅補正量を決定する線幅補正量決定手段と、決定した線幅補正量により、前記所望の線幅とするための前記露光機の設定露光量を補正する露光量補正手段と、を有することを特徴とする。
【００２９】
（６）上記の特徴（４）又は（５）を有する発明において、前記露光機の設定露光量の補正は、前記画像データ又は前記露光機の露光量により補正することができる。
【００３０】
なお、露光機として、ＤＭＤ等の空間光変調素子を利用して走査露光する露光装置（デジタル露光装置）の他、光偏向器を利用して走査露光する露光装置を用いることができる。光偏向器を利用する場合には、前記露光量補正ステップでは、前記基板上の場所に応じて、光偏向器により偏向される光ビームの強度を補正する。光偏向器としては、回転多面鏡、ガルバノメータミラーを採用することができる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、プリベーク温度又はポストベーク温度を測定することにより、基板上に、所望の線幅の配線パターンを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
まず、露光のために高価なマスクが不要な露光装置の例について説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る露光方法及び露光装置が適用された露光装置１０を示す。
【００３３】
露光装置１０は、複数の脚部１２によって支持された定盤１４を備え、この定盤１４上には、２本のガイドレール１６を介して露光ステージ１８が矢印方向に往復移動可能に設置される。露光ステージ１８には、図２１に示した、薄膜２が成膜された基板１にレジスト３が塗布されプリベークされた矩形状の基板（レジスト塗布薄膜形成基板）Ｆが吸着保持される。
【００３４】
定盤１４の中央部には、ガイドレール１６を跨ぐようにして門型のコラム２０が設置される。このコラム２０の一方の側部には、露光ステージ１８に対する基板Ｆの装着位置を検出するＣＣＤカメラ２２ａ及び２２ｂが固定され、コラム２０の他方の側部には、基板Ｆに対して画像を露光記録する複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊが位置決め保持されたスキャナ２６が固定される。露光ヘッド２４ａ〜２４ｊは、基板Ｆの走査方向（露光ステージ１８の移動方向）と直交する方向に２列で千鳥状に配列される。ＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂには、ロッドレンズ６２ａ、６２ｂを介してストロボ６４ａ、６４ｂが装着される。ストロボ６４ａ、６４ｂは、基板Ｆを感光することのない赤外光からなる照明光をＣＣＤカメラ２２ａ、２２ｂの撮像域に照射する。
【００３５】
定盤１４の端部には、露光ステージ１８の移動方向と直交する方向に延在するガイドテーブル６６が装着されており、このガイドテーブル６６には、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊから出力された光ビーム（レーザビーム）Ｌの露光量を検出するフォトセンサ６８が矢印ｘ方向に移動可能に配設される。
【００３６】
図２は、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの構成を示す。露光ヘッド２４ａ〜２４ｊには、例えば、光源ユニット２８ａ〜２８ｊを構成する複数の半導体レーザから出力された光ビームＬが合波され光ファイバ３０を介して導入される。光ビームＬが導入された光ファイバ３０の出射端には、ロッドレンズ３２、反射ミラー３４及びデジタル・マイクロ・ミラーデバイス（ＤＭＤ）３６が順に配列される。
【００３７】
ＤＭＤ３６は、図３に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）３８の上に格子状に配列された多数のマイクロミラー４０（露光記録素子）を揺動可能な状態で配置したものであり、各マイクロミラー４０の表面には、アルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。ＳＲＡＭセルにＤＭＤコントローラ４２から描画データに従ったデジタル信号が書き込まれると、その信号に応じて各マイクロミラー４０が所定方向に傾斜し、その傾斜状態に従って光ビームＬのオンオフ状態が実現される。
【００３８】
オンオフ状態が制御されたＤＭＤ３６によって反射された光ビームＬの射出方向には、拡大光学系である第１結像光学レンズ４４、４６、ＤＭＤ３６の各マイクロミラー４０に対応して多数のレンズを配設したマイクロレンズアレー４８、ズーム光学系である第２結像光学レンズ５０、５２が順に配列される。なお、マイクロレンズアレー４８の前後には、迷光を除去するとともに、光ビームＬを所定の径に調整するためのマイクロアパーチャアレー５４、５６が配設される。
【００３９】
露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを構成するＤＭＤ３６は、図４及び図５に示すように、高い解像度を実現すべく、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの移動方向に対して所定角度傾斜した状態に設定される。すなわち、ＤＭＤ３６を基板Ｆの走査方向（矢印ｙ方向）に対して傾斜させることで、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー４０の配列方向に対する間隔ｍよりも基板Ｆの走査方向と直交する方向（矢印ｘ方向）の間隔Δｘを狭くし、解像度を高く設定することができる。実際上、画像データを構成する１画素を複数のマイクロミラー４０により露光形成するように構成される。
【００４０】
なお、図５に示すように、走査方向（矢印ｙ方向）の同一の走査線５７上に複数のマイクロミラー４０が配置されており、基板Ｆには、これらの複数のマイクロミラー４０によって略同一位置に導かれた光ビームＬにより画像が多重露光される。これにより、マイクロミラー４０間の露光量のむらが平均化される。また、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊによる露光エリア５８ａ〜５８ｊは、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ間の継ぎ目が生じることのないよう、矢印ｘ方向に重畳するように設定される。
【００４１】
ここで、ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０を介して基板Ｆに導かれる光ビームＬの露光量は、例えば、図６に示すように、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの配列方向である矢印ｘ方向に各ＤＭＤ３６の反射率、光学系等に起因するローカリティを有している。このようなローカリティのある状態において、図７に示すように、複数のマイクロミラー４０により反射された合成露光量の少ない光ビームＬを用いて基板Ｆに画像を露光記録した場合と、合成露光量の多い光ビームＬを用いて基板Ｆに画像を露光記録した場合とでは、感光材料である基板Ｆが所定の状態に感光する閾値をｔｈとすると、画像の矢印ｘ方向の幅Ｗ１、Ｗ２が異なる不具合が生じてしまう。また、図２１に示すように、露光された基板Ｆに対して、さらに、現像処理、エッチング処理、剥離処理の各処理を行う場合、光ビームＬの露光量のローカリティの影響に加えて、レジストの塗布むら、現像処理むら、エッチング処理むら、剥離処理むら等に起因する線幅（画像の幅）の変動が発生する。
【００４２】
そこで、上記の各変動要因を考慮して、基板Ｆに１画素を形成するために用いるマイクロミラー４０の枚数をマスクデータを用いて設定制御することにより、図８に示すように、基板Ｆの最終的な剥離処理まで考慮して形成されるパターンの矢印ｘ方向の線幅Ｗ１を位置によらず一定（所望の線幅）となるように制御できる。
【００４３】
図９は、このような制御を行うための機能を有した露光装置１０に係る制御回路９０のブロック図である。
【００４４】
図９において、制御回路９０は、基板Ｆに露光記録される画像データ（イメージとして画素が縦横に並んだラスタデータ）を入力する画像データ入力部７０と、入力された二次元の画像データを記憶するフレームメモリ７２と、フレームメモリ７２に記憶された画像データを露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを構成するＤＭＤ３６のマイクロミラー４０のサイズ及び配置に応じた高解像度に変換する解像度変換部７４と、解像度の変換された画像データを各マイクロミラー４０に割り当てて出力データ（ミラーデータ又はフレームデータともいう。：同一タイミングで、位置が対応する各画素を露光する複数のマイクロミラー４０のそれぞれのオンオフ状態を規定したデータ）とする出力データ演算部７６と、出力データをマスクデータ（同一タイミングで位置が対応する各画素を露光する複数のマイクロミラー４０中、常時オフ状態とするマイクロミラー４０を規定するデータ）に従って補正する出力データ補正部７８と、補正された出力データに従ってＤＭＤ３６を制御するＤＭＤコントローラ４２（露光記録素子制御手段）と、ＤＭＤコントローラ４２によって制御されたＤＭＤ３６を用いて、基板Ｆに所望の画像を露光記録する露光ヘッド２４ａ〜２４ｊとを備える。光源ユニット２８ａ〜２８ｊと露光ヘッド２４ａ〜２４ｊにより露光機８０が構成される。
【００４５】
出力データ補正部７８には、マスクデータを記憶するマスクデータメモリ（ＤＭＤマスクデータメモリ）８２（マスクデータ記憶手段）が接続される。マスクデータは、露光走査中常時オフ状態とするマイクロミラー４０を指定するデータであり、マスクデータ設定部（ＤＭＤマスクデータ設定部）８６において設定される。
【００４６】
マスクデータ設定部８６は、線幅補正量演算部１１０により演算された２次元の線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）に応じて、マスクするためのマイクロミラー４０を決定する。
【００４７】
線幅補正量演算部１１０では、ベーク温度測定器１０２（１０２ａ又は１０２ｂ）により測定されたプリベーク温度分布ｔ１（ｘ，ｙ）又はポストベーク温度分布ｔ２（ｘ，ｙ）に基づき、線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）を算出する。
【００４８】
図９の制御回路９０を有する露光装置１０では、一部のマイクロミラー４０をマスクすることで、レジスト３に蓄積される積分露光量を調整して仕上がり線幅を補正することができる。しかし、これに限らず、図１０に示す制御回路９０Ａのように、画像データ補正演算部１００を設け、この画像データ補正演算部１００により画像データを補正することで仕上がり線幅を補正することもできる。なお、図１０に示す制御回路９０Ａにおいて、図９に示したものと対応するものには同一の符号を付けている。
【００４９】
画像データ補正演算部１００では、線幅補正量演算部１２０により演算された２次元線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）に応じて、画像データの拡大又は縮小処理を行ってフレームメモリ７２に補正処理後の画像データを記憶させる。
【００５０】
このように露光装置１０では、マイクロミラー４０の一部をマスクすることでレジスト３に蓄積される積分露光量を調整して仕上がり線幅を補正すること、あるいは、画像データを補正することで仕上がり線幅を補正することができる。
【００５１】
実際上、線幅補正量演算部１２０では、ベーク温度測定器１０２により測定されたプリベーク温度分布ｔ１（ｘ，ｙ）又はポストベーク温度分布ｔ２（ｘ，ｙ）に基づき、線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）を算出する。
【００５２】
線幅補正量演算部１１０、１２０は、より詳しくは、それぞれ、図１１に示すプリベーク対応線幅補正量演算部１３０又は図１２に示すポストベーク対応線幅補正量演算部１４０の構成とされる。
【００５３】
図１１に示すように、プリベーク対応線幅補正量演算部１３０は、ベーク温度測定器１０２から供給される二次元プリベーク温度分布ｔ１（ｘ，ｙ）を記憶する二次元プリベーク温度分布データメモリ１３２と、予め、実験により得られたレジスト感度Ｅ０［ｍＪ／ｃｍ2］とプリベーク温度ｔ１との関係式感度Ｅ０＝ｆ（ｔ１）及び測定されたプリベーク温度分布ｔ１（ｘ，ｙ）から、レジスト感度分布Ｅ０（ｘ，ｙ）を算出するレジスト感度分布演算部１３４と、実験的に求めたレジスト線幅Ｌと露光量Ｅとの関係式Ｌ＝ｈ（Ｅ／Ｅ０）から現像・エッチング後の線幅分布Ｌ（ｘ，ｙ）を算出し、線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）を演算するエッチング後線幅分布・補正量演算部１３６とから構成される。
【００５４】
一方、図１２に示すように、ポストベーク対応線幅補正量演算部１４０は、ベーク温度測定器１０２から供給されるポストベーク温度分布ｔ２（ｘ，ｙ）を記憶する二次元ポストベーク温度分布データメモリ１４２と、予め、実験により得られたポストベーク温度ｔ２とテーパ角θの関係式θ＝ｇ（ｔ）及び測定されたポストベーク温度分布ｔ２（ｘ，ｙ）から、テーパ角分布θ（ｘ，ｙ）を算出する二次元テーパ角分布演算部１４４と、さらにテーパ角θ、レジスト線幅Ｌと現像・エッチング後の線幅の関係式Ｌ＝ｈ（θ，Ｌ）より、エッチング後の線幅分布Ｌ（ｘ，ｙ）を算出し、線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）を演算するエッチング後線幅分布・補正量演算部１４６とから構成される。
【００５５】
図１３は、基板Ｆの加熱装置内に配置されるベーク温度測定器１０２ａの模式図を示している。ベーク温度測定器１０２ａは、位置決めして載せられた基板Ｆを均一に加熱するためのホットプレート１５２ａを有し、ホットプレート１５２ａの表面又は内部に２次元的に温度測測定部である熱電対１５４が設けられている。熱電対１５４による測定温度がベーク温度分布ｔ１（ｘ，ｙ）、ｔ２（ｘ，ｙ）としてそれぞれ線幅補正量演算部１１０、１２０に供給される。
【００５６】
図１４は、基板Ｆの加熱装置内に配置される他の例のベーク温度測定器１０２ｂの模式図を示している。ベーク温度測定器１０２ｂは、位置決めして載せられた基板Ｆを均一に加熱するためのホットプレート１５２ｂを有し、ホットプレート１５２ｂに載せられた基板Ｆの表面温度を２次元的に測定する赤外線温度測定器１５６が設けられている。赤外線温度測定器１５６による測定温度がベーク温度分布ｔ１（ｘ，ｙ）、ｔ２（ｘ，ｙ）としてそれぞれ線幅補正量演算部１１０、１２０に供給される。
【００５７】
以上のように構成され、かつ動作する露光装置１０を利用したこの発明の具体的な実施例について説明する。
【００５８】
［実施例１］（プリベークに係る補正）
まず、ベーク装置にて、レジスト３が塗布された薄膜形成基板Ｆをプリベークし、このプリベーク時において、ベーク温度測定器１０２｛１０２ａ及び（又は）１０２ｂ｝により薄膜形成基板Ｆの二次元面方向のプリベーク温度ｔ１（ｘ，ｙ）を測定し、二次元プリベーク温度分布データメモリ１３２に記憶する。
【００５９】
次に、レジスト感度分布演算部１３４において、予め、実験により得られたレジスト感度Ｅ０［ｍＪ／ｃｍ2］とプリベーク温度ｔ１との関係式Ｅ０＝ｆ（ｔ１）に対して測定されたプリベーク温度分布ｔ１（ｘ，ｙ）を代入して、レジスト感度分布Ｅ０（ｘ，ｙ）を算出する。
【００６０】
図１６は、レジスト（ＲＧ−３００：ＡＺ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  社：膜厚１．６［μｍ］）に対するレジスト感度Ｅ０［ｍＪ／ｃｍ2］とプリベーク温度ｔ１［℃］との測定値の表を示し、図１７は、その表の値をプロットした関係式（実験式）ｆ（ｔ１）の特性を示している。
【００６１】
次いで、エッチング後線幅分布・補正量演算部１３６において、実験的に求めたレジスト線幅Ｌと露光量Ｅとの関係式Ｌ＝ｈ（Ｅ／Ｅ０）にレジスト感度分布Ｅ０（ｘ，ｙ）を代入し、現像・エッチング後の線幅分布Ｌ（ｘ，ｙ）を算出し、設定線幅（目標線幅、画像データによる線幅）に対する線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）を演算する。
【００６２】
この線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）分、画像データ補正演算部１００で画像データを補正し、又はＤＭＤマスクデータを補正し、露光装置１０により基板Ｆを露光することで、エッチング後に所望の線幅を有する薄膜２のパターンが形成された基板Ｆａを作製することができる。
【００６３】
以上説明したように実施例１によれば、レジスト３が塗布された薄膜形成基板Ｆをプリベークし、プリベーク後の基板Ｆを、画像データによりオンオフ制御される露光機８０により走査露光した後、現像、ポストベークし、さらにエッチングを行って、残された部分の薄膜により基板Ｆａ上に所望の線幅のパターンを形成する露光装置１０において、ベーク温度測定器１０２ａ、１０２ｂによりプリベーク時において基板Ｆの温度ｔ１（ｘ，ｙ）を測定し、レジスト感度分布演算部（レジスト感度算出手段）１３４が、予め求めておいた、プリベーク時の基板温度ｔ１とレジスト感度との関係ｆ（ｔ１）から、測定した基板Ｆの温度ｔ１（ｘ，ｙ）に対するレジスト感度を算出する。また、エッチング後線幅分布・補正量演算部（線幅補正量決定手段）１３６は、予め求めておいた、エッチング後の線幅Ｌに対する露光量Ｅとレジスト感度Ｅ０との関係Ｌ＝ｈ（Ｅ／Ｅ０）から、算出したレジスト感度Ｅ０に対するエッチング後の線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）を決定する。
【００６４】
露光量補正手段としてのＤＭＤマスクデータ設定部８６又は画像データ補正演算部１００により、決定した線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）により、前記所望の線幅とするための露光機８０の設定露光量を補正するようにしている。
【００６５】
このため、プリベーク時の基板Ｆのベーク温度を測定して、設定露光量を補正することにより、所望の線幅のパターンを有する基板Ｆａを製作することができる。
【００６６】
なお、エッチング後線幅分布・補正量演算部（線幅補正量決定手段）１３６は、予め求めておいた、エッチング後の線幅Ｌに対する露光量Ｅとレジスト感度Ｅ０との関係Ｌ＝ｈ（Ｅ／Ｅ０）から、算出したレジスト感度Ｅ０に対するエッチング後の線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）を決定するようにしているが、これに限らず、予め求めておいた、現像後の線幅Ｌ´に対する露光量Ｅとレジスト感度Ｅ０との関係Ｌ´＝ｈ´（Ｅ／Ｅ０）から、算出したレジスト感度Ｅ０に対する現像後の線幅補正量ΔＬ´（ｘ，ｙ）を決定するようにしてもよい。
【００６７】
［実施例２］（ポストベークに係る補正）
まず、ベーク装置にて、レジスト３が露光現像された薄膜形成基板Ｆｐｏｓｔのポストベーク時において、ベーク温度測定器１０２｛１０２ａ及び（又は）１０２ｂ｝により薄膜形成基板Ｆの二次元面方向のポストベーク温度ｔ２（ｘ，ｙ）を測定し、二次元ポストベーク温度分布データメモリ１４２に記憶する。
【００６８】
次に、二次元テーパ角分布演算部１４４において、予め、実験により得られたテーパ角θとポストベーク温度ｔ２との関係式θ＝ｇ（ｔ２）に対して測定されたポストベーク温度分布ｔ２（ｘ，ｙ）を代入して、レジストテーパ角分布θ（ｘ，ｙ）を算出する。
【００６９】
図１７は、レジスト（ＴＦＲ−６００００  東京応化工業株式会社：膜厚２．２［μｍ］）に対するテーパ角θ［ｄｅｇ］とポストベーク温度ｔ２［℃］（ポストベーク時間は１３０秒とした。）との測定値の表を示し、図１８は、その表の値をプロットした関係式（実験式）ｇ（ｔ２）の特性を示している。
【００７０】
次いで、エッチング後線幅分布・補正量演算部１４６において、実験的に求めた設定線幅（レジスト線幅に対応する）Ｌｓと現像・エッチング後の線幅Ｌの関係式Ｌ＝ｈ（θ，Ｌｓ）に算出したテーパ角θと設定線幅Ｌｓとを代入し、現像・エッチング後の線幅分布Ｌ（ｘ，ｙ）を算出し、設定線幅Ｌｓ（目標線幅、画像データによる線幅）に対する線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）を演算する。
【００７１】
この線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）分、画像データ補正演算部１００で画像データを補正し、又はＤＭＤマスクデータを補正し、露光装置１０により基板Ｆを露光することで、エッチング後に所望の線幅を有する薄膜２のパターンが形成された基板Ｆａを作製することができる。
【００７２】
エッチング工程において、薄膜２上にエッチングにより形成されるパターンは、レジスト３がエッチングによる影響を受けながら、エッチング粒子が基板１上の不要部分の薄膜２を削って進む為に、薄膜の線幅２は、レジスト３の線幅の影響だけでなく、レジスト３のプロファイル（残膜量、テーパ角）の影響を受ける。
【００７３】
図１９Ａに、エッチング処理前におけるレジスト３のテーパ角θが大きい場合（右側）と小さい場合（左側）のレジストプロファイルの断面模式図を示す。
【００７４】
図１９Ｂに、ドライエッチング後の断面模式図を示す。テーパ角θが大きい場合には、レジスト３の線幅Ｌ１と、エッチングによって作られる薄膜２の線幅Ｌ２は略等しい（Ｌ２≒Ｌ１）ことが分かる。その一方。テーパ角θが小さい場合には、レジスト２の線幅Ｌ１に対してエッチングによって作られる薄膜２の線幅Ｌ３が狭くなり（Ｌ３＜Ｌ１）、配線パターンが細く形成されることが分かる。
【００７５】
以上説明したように上述した実施例２によれば、レジスト３が塗布された薄膜形成基板Ｆをプリベークし、プリベーク後の基板Ｆを、画像データによりオンオフ制御される露光機８０により走査露光した後、現像、ポストベークし、さらにエッチングを行って、残された部分の薄膜により基板Ｆａ上に所望の線幅のパターンを形成する露光装置１０において、ベーク温度測定器１０２ａ、１０２ｂによりポストベーク時において基板Ｆｐｏｓｔの温度ｔ２（ｘ，ｙ）を測定し、二次元テーパ角分布演算部（レジストテーパ角算出手段）１４４が、予め求めておいた、ポストベーク時の基板温度ｔ２とレジストテーパ角θとの関係ｇ（ｔ２）から、測定した基板Ｆの温度ｔ２（ｘ，ｙ）に対するレジストテーパ角θを算出する。また、エッチング後線幅分布・補正量演算部（線幅補正量決定手段）１４６は、予め求めておいた、エッチング後の線幅Ｌに対するレジストテーパ角θとレジスト線幅Ｌとの関係Ｌ＝ｈ（θ、Ｌ）から、算出したレジストテーパ角θに対するエッチング後の線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）を決定する。
【００７６】
露光量補正手段としてのＤＭＤマスクデータ設定部８６又は画像データ補正演算部１００により、決定した線幅補正量ΔＬ（ｘ，ｙ）により、前記所望の線幅とするための露光機８０の設定露光量を補正する。
【００７７】
このため、ポストベーク時の基板Ｆのベーク温度を測定して、設定露光量を補正することにより、所望の線幅のパターンを有する基板Ｆａを製作することができる。
【００７８】
なお、上述した実施例１、２において、製造工程において基板１枚１枚について基板温度分布データを取得する手段を有し、基板１枚１枚に関する線幅を補正することも可能である。
【００７９】
また、上述した実施例１、２において、製造工程において複数のベーク装置が存在するとき、ベーク装置ごとのベーク温度分布データｔ１（ｘ，ｙ）、ｔ２（ｘ，ｙ）を取得する手段を有し、ベーク装置ごとに線幅を補正することも可能である。
【００８０】
さらに、上述した実施例１、２において、製造工程においてＴＦＴ各レイヤ層ごとの基板熱伝導率の差によって生じるベーク温度ムラｔｊ（ｘ，ｙ）を取得する手段を有し、ＴＦＴ各レイヤ層ごとに線幅を補正することも可能である。
【００８１】
さらにまた、上述した実施例１、２において、製造工程で異なるレジストを用いたとき、各レジストごとにプリベーク温度ｔ１とレジスト感度との関係式Ｅ０＝ｆ（ｆ）、ポストベーク温度ｔ２とテーパ角θ関係式θ＝ｇ（ｔ）、線幅Ｌと露光量Ｅの関係式Ｌ＝ｈ（Ｅ／Ｅ０）から線幅を補正することも可能である。
【００８２】
以上説明したように上述した実施形態によれば、以下の効果が達成される。
【００８３】
（１）予めベーク温度による線幅変動を予測した露光をすることによって、パターン線幅バラつきを低減することで歩留まりが向上できる。
【００８４】
（２）予め複数のベーク装置固有の温度ムラによる線幅変動を予測することで、ベーク装置によらず温度ムラが原因でおこるパターン線幅バラつきを低減することで歩留まりが向上できる。
【００８５】
（３）ＴＦＴ各レイヤ層ごとの基板熱伝導率の差によって生じる基板温度ムラによる線幅変動を予測することで、パターン線幅バラつきを低減することで歩留まりが向上できる。
【００８６】
（４）各種レジスト特有のベーク温度に対する感度変動、テーパー角変動による線幅変動を予測することでパターン線幅バラつきを低減することで歩留まりが向上できる。
【００８７】
（５）ベーク処理、または各工程で要求される条件を緩和でき、コストダウンを図れる。
【００８８】
以上説明したように、この発明によれば、レジストの膜厚分布を測定することなく、所望の線幅の配線パターンを形成することができる。
【００８９】
なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、例えば、レジスト塗布薄膜形成基板Ｆに照射される光ビームＬを、ＤＭＤ３６を利用した露光装置１０ではなく、回転多面鏡、ガルバノメータミラーなどの光偏向器を用いた露光機（光走査式デジタル露光系）を想定する場合には、決定した線幅補正量により、所望の線幅とするための露光機の設定露光量を補正する露光量補正ステップでは、光源の強度変調を行い、光偏向器により偏向される光ビームの強度（露光強度）をレジスト塗布薄膜形成基板Ｆ上の場所により変えて適正露光量の露光量分布となるようにすることで同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明の一実施形態に係る露光装置の外観斜視図である。
【図２】図１例の露光装置における露光ヘッドの概略構成図である。
【図３】図２に示す露光ヘッドを構成するＤＭＤの説明図である。
【図４】図２に示す露光ヘッドによる露光記録状態の説明図である。
【図５】図２に示す露光ヘッドを構成するＤＭＤ及びそれに設定されるマスクデータの説明図である。
【図６】記録位置と光量ローカリティとの関係説明図である。
【図７】図６に示す光量ローカリティを補正しない場合において記録された線幅の説明図である。
【図８】図６に示す光量ローカリティを補正した場合において記録された線幅の説明図である。
【図９】この実施形態に係る露光装置に係る制御回路ブロック図である。
【図１０】この実施形態に係る露光装置の他の制御回路ブロック図である。
【図１１】図９、図１０中、線幅補正量演算部（プリベーク対応線幅補正量演算部）の詳細なブロック図である。
【図１２】図９、図１０中、線幅補正量演算部（ポストベーク対応線幅補正量演算部）の詳細なブロック図である。
【図１３】ベーク温度測定器の模式図である。
【図１４】他のベーク温度測定器の模式図である。
【図１５】プリベーク温度とレジスト感度の実験データの表図である。
【図１６】プリベーク温度とレジスト感度との関係説明図である。
【図１７】ポストベーク温度とテーパ角の実験データの表図である。
【図１８】ポストベーク温度とテーパ角との関係説明図である。
【図１９】図１９Ａはレジストのテーパ角が大きい場合と小さい場合のレジストプロファイルの断面模式図、図１９Ｂはドライエッチング後の断面模式図である。
【図２０】一般的なＴＦＴアレイプロセスのフローチャートである。
【図２１】半導体又はＦＰＤにおける回路製造工程の説明図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０…露光装置                      １８…露光ステージ
２４ａ〜２４ｊ…露光ヘッド          ３６…ＤＭＤ
４０…マイクロミラー                ７８…出力データ補正部
８０…露光機                        １００…画像データ補正演算部
９０、９０Ａ…制御回路
１０２（１０２ａ、１０２ｂ）…ベーク温度測定器
１２０…線幅補正量演算部
１３０…プリベーク対応線幅補正量演算部
１４０…ポストベーク対応線幅補正量演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008250141.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008250141.tif 000015
【図１４】
2008250141.tif 000016
【図１５】
2008250141.tif 000017
【図１６】
2008250141.tif 000018
【図１７】
2008250141.tif 000019
【図１８】
2008250141.tif 000020
【図１９】
2008250141.tif 000021
【図２０】
2008250141.tif 000022
【図２１】
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