(57)【要約】【課題】レジストパターンの寸法のばらつきが抑制される露光方法と露光装置を提供する。【解決手段】基板上にレジストが塗布形成される（ステップＴ１）。その基板が露光装置に導入される（ステップＴ２）。所定の処理（ステップＴ３〜Ｔ５）の後、露光処理がスタートする（ステップＴ５）。露光処理がスタートすると、基板は所定の露光位置へ移動される（ステップＴ６）。オートフォーカス処理（ステップＴ１０）の際に、膜厚測定ユニットにより露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定されて、測定されたレジスト膜厚と入力されたレジストパターンの寸法とからデータベースに基づいて最適な露光量が算出される（ステップＴ７〜ステップＴ９）。算出された露光量のデータに基づいて露光処理（ステップＴ１０）が実行される。【選択図】　　　　図１４
2004119570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストの膜厚とそのレジストに対して所望の寸法のレジストパターンを形成するために必要な露光量との相関データを求める工程と、
基板上に塗布形成されたレジストに対して、露光光が照射される露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚を測定する膜厚測定工程と、
前記膜厚測定工程において測定された前記レジストの膜厚から、前記相関データに基づいて、前記レジストに所望の寸法のパターンを形成するための露光量を算出して設定する工程と
を備えた、露光量設定方法。
【請求項２】
基板上に塗布形成されたレジストに対して、露光光が照射される露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚を測定する膜厚測定工程と、
レジストの膜厚とそのレジストに対して所望のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて、前記膜厚測定工程において膜厚が測定された前記レジストに所望のパターンを形成するための露光光の強度を算出する強度算出工程と、
前記強度算出工程において算出された露光光の強度に基づいて露光光を前記レジストに照射する工程と、
露光光が照射された前記レジストを現像することにより、レジストパターンを形成する工程と
を備えた、露光方法。
【請求項３】
基板上に塗布形成されたレジストに露光光を照射するための露光装置であって、
露光光が照射される露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚を測定するための膜厚測定部と、
レジストの膜厚とそのレジストに対して所望のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて、前記膜厚測定部によって測定されたレジストの膜厚からそのレジストに所望のパターンを形成するための露光光の強度を算出する機能を有する制御部と、
算出された露光光強度に基づいて、露光ショット領域に位置する部分のレジストに露光光を照射する光学系を有する露光光照射部と
を備えた、露光装置。
【請求項４】
前記膜厚測定部は、前記露光光照射部の光学系を利用してレジストの膜厚を測定する機能を有する、請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記露光光照射部は、露光光を照射する前に前記光学系のフォーカスを合わせるための機能を有し、
前記膜厚測定部は、そのフォーカスを合わせる際に並行して膜厚を測定する機能を有する、請求項３または４に記載の露光装置。
【請求項６】
基板上にレジストを塗布形成する工程と、
塗布形成された前記レジストに対し、前記基板を繰り返しステップさせてそのステップごとに所定の強度を有する露光光を照射することによりマスクパターンを順次転写する転写工程と、
露光光が照射された前記レジストを現像することにより、レジストパターンを形成する工程と
を有し、
前記転写工程は、
ステップごとに露光光が照射される領域に位置する部分のレジストの膜厚を測定する工程と、
前記所定の強度として、測定されたレジストの膜厚に基づき、レジストの膜厚とそのレジストに対して所望のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係から露光光が照射される領域に位置する部分のレジストに所望のパターンを形成するための露光光の強度を求める工程と、
求められた露光光の強度に基づいて露光光を照射する工程と
を備えた、デバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載された露光量設定方法、請求項２に記載された露光方法、請求項３〜５のいずれかに記載された露光装置、または、請求項６に記載されたデバイスの製造方法を適用して製造された、液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は露光量設定方法、露光方法およびこれを用いた露光装置に関し、特に、比較的大面積の基板に塗布されたフォトレジストへの露光量設定方法および露光方法と、そのような露光量設定方法および露光方法を行なう露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ウェハに回路パターンの焼き付けを行う際には、ウェハ上にレジスト（感光剤）が塗布される。レジストは、レジスト塗布装置によってウェハ上に塗布されることになる。
【０００３】
レジスト塗布装置によってレジストをウェハ上に塗布させた場合には、レジスト塗布装置の構造とウェハの形状等に起因して、ウェハの周辺部やオリエンテーションフラット（オリフラ）の部分の近傍におけるレジストの膜厚が、ウェハ中心部におけるレジストの膜厚と異なってしまう傾向にある。
【０００４】
また、液晶ディスプレイとなるガラス基板上に画素パターンの焼き付けを行う場合ではガラス基板が比較的大面積であるために、ガラス基板上に均一にレジストを塗布形成することはウェハの場合よりも困難になる。特に、ガラス基板の場合には、ウェハの場合よりも複雑なレジストの膜厚分布となる場合が多い。
【０００５】
このように、ウェハ面内やガラス基板面内ではレジストの膜厚を均一にすることは難しく、塗布ムラをなくすことは極めて困難である。
【０００６】
なお、この明細書では、特に断りが無ければウェハおよびガラス基板を総称して「基板」と呼ぶ。また、回路パターンおよび画素パターンを総称して「パターン」と呼び、そのパターンが焼き付けられたレジストをレジストパターンと呼ぶことにする。
【０００７】
近年、レジスト塗布装置の技術的進歩により基板面内におけるレジストの膜厚分布をより均一にする検討がなされている。ところが、特にガラス基板の場合には、ガラス基板の大面積化（大型化）が進み、実際問題として１ｍ四方のガラス基板上で完全に均一なレジスト膜厚を得ることは技術的に不可能に近い。
【０００８】
一方、半導体装置の微細化やレジストの高感度化に伴って、パターンを形成する工程では、基板面内の複数の領域にパターンを繰り返し焼き付けるステップアンドリピートタイプの露光装置、いわゆるステッパが主に用いられている。
【０００９】
しかしながら、ステッパによるパターンの焼付けにおいても、基板面内におけるレジストの塗布ムラに起因してパターンの線幅がばらつくことが問題になってきている。
【００１０】
また、液晶ディスプレイのパネルの場合には半導体装置ほどの微細化が要求されていなかったために、設計マージンを充分に取ることによりパターンの線幅のばらつきによる歩留まりの低下を抑えてきた。
【００１１】
ところが、最近では低温ポリシリコン（Ｌｏｗ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ）や連続粒界シリコン（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｇｒａｉｎ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）に代表されるように、液晶ディスプレイにおいてもパターンの微細化が要求されている。そのため、パターンの線幅のばらつきを低減することが今後いっそう厳しく要求されることになる。
【００１２】
液晶ディスプレイでは、同時にガラス基板の大面積化が今後ますます進展していくと見られ、レジスト膜厚分布を制御することがますます困難となる。これらは完全にトレードオフの関係にあり、もはやレジストの膜厚のばらつきが発生しても、パターンの線幅のばらつきを何らかの方法で抑えるより他に方法がない。
【００１３】
これを解決するために、焼き付けのための露光量を基板面内の各露光ショット領域におけるレジストの膜厚の違いに応じて変えてやればよい。既に露光ショット毎に露光量を任意に設定する技術も開発されており、ニコン社製　ＦＸシリーズのステッパに搭載されているオペレーティングシステム（ＮＳＲ−Ｃｏｍｍａｎｄ　Ｍｅｎｕ）では、その機能でもって露光量が設定されている。
【００１４】
さらに、レジストの膜厚分布があらかじめわかっており、しかも、その分布の再現性が安定していて、かつ膜厚が変化すればその分布に応じて各露光ショット領域におけるレジスト膜厚が同期的に変化する場合には、何処かのショットを基準としてショット毎の露光量をそれとの露光量比で設定しておくことによって、基準ショットの露光量設定値を変えてやるだけで全てのショットの露光量を追従して設定することができる。
【００１５】
この原理を用いた露光量設定方法が、特開平１１−４５８４１号公報に開示されている。この方法によれば、基準膜厚が変化した際に他の全てのショットにおける露光量設定値をショット毎に設定し直す必要がなくなって、作業効率を大幅に向上することができる。
【００１６】
また、特開２００１−１４４００９号公報には、コピー機のように大型マスクとガラス基板を同時に動かしてスキャン方式で露光するステップアンドスキャン方式の走査型露光装置が提案されている。この方式の露光装置では、液晶ディスプレイに用いられる超大型ガラス基板に対し、露光処理が高いスループットをもって行なわれる。
【００１７】
そして、露光を行う際には、あらかじめわかっているレジストの膜厚分布に応じて露光光が照射される露光ショット領域における露光エネルギー分布が制御される。すなわち、レジストの膜厚が厚い部分ではより多くの露光エネルギーを与え、レジストの膜厚が薄い部分ではより少ない露光エネルギーを与えながらスキャン露光される。
【００１８】
これにより、基板上に形成されるパターンの線幅のばらつき（パターン形状のばらつき）が抑制されて、デバイスの歩留まり向上が図られることになる。
【００１９】
また、この公報では、累進焦点露光法を用いることにより見かけ上の焦点深度を増大させて、パターン形状を良好にする手法も記載されている。
【００２０】
【特許文献１】
特開平１１−４５８４１号公報（第１〜第５頁、図１〜図５）
【００２１】
【特許文献２】
特開２００１−１４４００９号公報（第１〜第１９頁、図１〜図８）
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の露光方法では次のような問題点があった。上記各文献に記載された露光方法では、レジストの膜厚として、露光装置とは別に設置されている膜厚測定機によってあらかじめ測定されたレジストの膜厚が露光装置に入力されて露光処理が行なわれる。
【００２３】
このとき、レジスト塗布装置の性能管理のために用いられるダミーのガラス基板上に塗布形成されたレジストについて膜厚測定された結果が入力されることが多い。
【００２４】
ところが、実際のガラス基板におけるレジストの膜厚分布は、そのガラス基板に形成されているパターンの形状に応じて変化する場合があり、下地にパターンが何ら形成されていないダミーのガラス基板上に塗布形成されるレジストの膜厚分布と必ずしも一致するとは限らない。
【００２５】
特に、近年の液晶ディスプレイの生産に用いられる超大型のガラス基板の場合には、ガラス基板毎（基板間）のレジストの膜厚の平均値がばらついたり、レジストの膜厚分布の再現性が悪くなる場合も想定される。
【００２６】
また、一方で、これまで問題とならなかったような基板毎のレジスト膜厚ばらつきやレジストの膜厚分布の変化等が、微細化が進むにつれて液晶ディスプレイ等の歩留まりに影響を与えることが想定される。
【００２７】
本発明は上記想定される問題点を解決するためになされたものであり、１つの目的は、レジストパターンの寸法のばらつきが抑制される露光量設定方法を提供することであり、他の目的は、そのような露光量設定方法を用いた露光方法を提供することであり、さらに他の目的はそのような露光方法を行なう露光装置を提供することであり、さらに他の目的は、そのような露光方法を用いたデバイス製造方法を提供することであり、さらに他の目的は、そのようなデバイス製造方法によって製造された液晶ディスプレイを提供することである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの局面における露光量設定方法は以下の工程を備えている。レジストの膜厚とそのレジストに対して所望の寸法のレジストパターンを形成するために必要な露光量との相関データを求める。基板上に塗布形成されたレジストに対して、露光光が照射される露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚を測定する。レジストの膜厚を測定する膜厚測定工程において測定されたレジストの膜厚から相関データに基づいて、レジストに所望の寸法のパターンを形成するための露光量を算出して設定する。
【００２９】
露光量設定方法によれば、まず、露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。次に、その測定されたレジストの膜厚から、レジストの膜厚とそのレジストに対して所望の寸法のレジストパターンを形成するために必要な露光量との相関データに基づいて最適の露光量が決定される。そして、その露光量の露光光がレジストに照射される。これにより、基板上に形成されるレジストの膜厚に応じて所望の寸法のレジストパターンを形成するための最適な露光量をもって露光処理が行なわれることになる。その結果、現像処理後の基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができる。
【００３０】
本発明の他の局面における露光方法は、膜厚測定工程、強度算出工程、露光光をレジストに照射する工程およびレジストパターンを形成する工程とを備えている。膜厚測定工程では、基板上に塗布形成されたレジストに対して、露光光が照射される露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。強度算出工程では、レジストの膜厚とそのレジストに対して所望のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて、膜厚測定工程において膜厚が測定されたレジストに所望のパターンを形成するための露光光の強度が算出される。レジストに照射する工程では、強度算出工程において算出された露光光の強度に基づいて露光光が照射される。レジストパターンを形成する工程では、露光光が照射されたレジストが現像される。
【００３１】
この露光方法によれば、まず、膜厚測定工程において露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。次に、強度算出工程において、その測定されたレジストの膜厚からレジストの膜厚とそのレジストに対して所望の寸法のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて最適の露光量が決定される。そして、その露光量の露光光がレジストに照射されて現像される。これにより、基板上に形成されるレジストの膜厚に応じて所望の寸法のレジストパターンを形成するための最適な露光量をもって露光処理が行なわれることになる。その結果、現像処理後の基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができる。
【００３２】
本発明の他の局面における露光装置は、基板上に塗布形成されたレジストに露光光を照射するための露光装置であって、膜厚測定部と制御部と露光光照射部とを備えている。膜厚測定部では、露光光が照射される露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。制御部は、レジストの膜厚とそのレジストに対して所望のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて、膜厚測定部によって測定されたレジストの膜厚からそのレジストに所望のパターンを形成するための露光光の強度を算出する機能を有する。露光光照射部は、算出された露光光強度に基づいて、露光ショット領域に位置する部分のレジストに露光光を照射する光学系を有する。
【００３３】
この構造によれば、まず、露光光が照射される前に膜厚測定部によって露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。次に、制御部によって、その測定されたレジストの膜厚からレジストの膜厚とそのレジストに対して所望の寸法のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて最適の露光量が決定される。そして、露光光照射部によってその露光量の露光光がレジストに照射される。これにより、現像処理後の基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができる。
【００３４】
その膜厚測定部は、露光光照射部の光学系を利用してレジストの膜厚を測定する機能を有することが好ましい。
【００３５】
露光光照射部の光学系を利用することで、膜厚を測定するための新たな光学系を設ける必要がなくなる。
【００３６】
また、露光光照射部は、露光光を照射する前に光学系のフォーカスを合わせるための機能を有し、膜厚測定部は、そのフォーカスを合わせる際に並行して膜厚を測定する機能を有することが好ましい。
【００３７】
これにより、露光処理を効率的に行なうことができる。
本発明のさらに他の局面におけるデバイスの製造方法は、以下の工程を備えている。基板上にレジストを塗布形成する。塗布形成されたレジストに対し、基板を繰り返しステップさせてそのステップごとに所定の強度を有する露光光を照射することによりマスクパターンを順次転写する。露光光が照射されたレジストを現像することにより、レジストパターンを形成する。マスクパターンを順次転写する転写工程は、ステップごとに露光光が照射される領域に位置する部分のレジストの膜厚を測定する工程と、所定の強度として、測定されたレジストの膜厚に基づき、レジストの膜厚とそのレジストに対して所望のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係から露光光が照射される領域に位置する部分のレジストに所望のパターンを形成するための露光光の強度を求める工程と、求められた露光光の強度に基づいて露光光を照射する工程とを備えている。
【００３８】
このデバイスの製造方法によれば、基板に塗布されたレジストに対して、転写工程においてステップごとに露光光が照射される領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。次に、その測定されたレジストの膜厚からレジストの膜厚とそのレジストに対して所望の寸法のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて露光量が決定される。そして、その求められた露光量をもって露光光がレジストに照射されて現像される。これにより、基板上に形成されるレジストの膜厚に応じて所望の寸法のレジストパターンを形成するための最適な露光量をもって露光処理が行なわれることになって、現像処理後の基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができる。その結果、配線等の寸法のばらつきが低減されてデバイスの信頼性が向上する。
【００３９】
本発明のさらに他の局面における液晶ディスプレイは、請求項１に記載された露光量設定方法、請求項２に記載された露光方法、請求項３〜５のいずれかに記載された露光装置、または、請求項６に記載されたデバイスの製造方法を適用して製造された液晶ディスプレイである。
【００４０】
この液晶ディスプレイによれば、現像処理後の基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができ、その結果、配線等の寸法のばらつきが低減されて液晶ディスプレイの信頼性が向上する。
【００４１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の実施の形態１として露光量設定方法について説明する。本露光量設定方法では、まず、実際に液晶ディスプレイとなるガラス基板上に塗布形成されたレジストのうち、露光光が照射される露光ショット領域に位置する部分の膜厚が測定される。
【００４２】
このレジスト膜厚の測定は、後述するように、露光装置内に設けられた膜厚測定機を用いて露光処理直前に測定される。
【００４３】
次に、測定されたレジスト膜厚のデータから、レジストの膜厚とそのレジストに対して所望のパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて、その露光ショット領域に位置するレジストに所望のパターンを形成するために最適な露光光の強度が算出される。
【００４４】
なお、レジストの膜厚と露光光の強度との関係は、あらかじめデータとして露光装置の制御部に記憶されている。
【００４５】
この露光量設定方法によって算出設定された露光光が、該当する露光ショット領域に位置するレジストに照射される。そして、このような露光処理が露光ショット領域毎に行なわれた後に現像処理が行なわれて、所望のレジストパターンが形成されることになる。
【００４６】
次に、本露光量設定方法について具体的により詳しく説明する。まず、レジストの膜厚とそのレジストに対して所望のパターンを形成するために要求される露光光の強度との相関関係、すなわち、露光光の強度を設定するためのデータベースを作成する。
【００４７】
図１に示すように、まず、たとえば液晶ディスプレイの製造工程において使用されるマスクが完成（ステップＳ１）し、全工程分のレシピが作成（ステップＳ２）された後に、試作品が投入される（ステップＳ３）。その試作品において、基板毎にレジスト膜厚の面内平均値を変えてレジストが塗布される（ステップＳ４）。
【００４８】
このとき、図２〜図４に示すように、たとえばレジスト膜厚のターゲットをそれぞれ１．５８μｍ、１．６０μｍおよび１．６２μｍとするレジストがそれぞれ塗布される。
【００４９】
その塗布されたレジストに対して、露光ショット領域のそれぞれの部分に位置するレジストの膜厚が測定される（ステップＳ４、各矩形領域内の数値）。なお、レジストの膜厚は、後述するように、露光装置内に設けられた膜厚測定部によって測定される。
【００５０】
次に、レジストが塗布された基板に対して、基板面内にて露光光の強度を変化させて露光処理が行なわれる（ステップＳ５）。このとき、図５〜図７に示すように、各露光ショット領域に対して異なる強度の露光光が照射される（各矩形領域内の数値）。
【００５１】
次に、露光処理が施されたレジストに対して現像処理が施される（ステップＳ６）。次に、現像処理が施されて形成されたレジストパターンの線幅（寸法）が測定される（ステップＳ７）。このようして、図８〜図１０に示すように、各露光ショット領域に位置するレジストパターンの寸法のデータが得られることになる（各矩形領域内の数値）。
【００５２】
次に、以上のようにして得られた、レジスト膜厚、露光光の強度およびレジストパターンの幅のデータが整理および集計されて、データベースベースが作成される（ステップＳ８）。
【００５３】
そのデータベースの一例を図１１に示す。図１１に示すように、露光光の強度（露光量）、レジスト膜厚およびレジストパターンの幅（寸法）がマトリクス状に示されている。このようにして得られた一工程分のデータベースが露光装置に入力される（ステップＳ９）。なお、データベースは、露光装置の制御用コンピュータに対して所定のフォーマットにより入力される。
【００５４】
残りの工程についても同様の手順によって、データベースが作成（ステップＳ１０、Ｓ１１）されて全工程分のデータベースが作成（ステップＳ１２）され、露光装置に入力されることになる。このようにして、露光光の強度を設定するためのデータベースが得られる。
【００５５】
なお、得られたマトリクス状のデータベースにおいて、レジストパターンの幅の値が抜けている箇所は、線形補間法等のデータ処理によってデータを補うことができる。また、基板の枚数を増やしたり、レジストの膜厚や露光量の振り幅を増やすことで数値データの数が増加して、データベースの信頼性を向上させることができる。
【００５６】
このようにして得られたデータベースを用いて製品に対して露光処理を施す際には、露光装置のディスプレイに、たとえば図１２に示すようなレシピを設定するための設定画面が表示される。
【００５７】
その設定画面において、一連の露光工程のうちの該当する露光工程のレシピ名を入力することによって、使用されるマスク名と露光光が照射されるショットマップデータが自動的に表示される。
【００５８】
そして、この露光装置では、現像後における所望のレジストパターンの線幅（寸法）が入力される。レジストパターンの線幅を入力しておくことによって、露光ショット領域に位置する部分について測定されたレジストの膜厚から、あらかじめ入力されたデータベースに基づいて所望の線幅（寸法）を有するレジストパターンを得るための最適の露光光の強度（露光量）が算出される。このようにして算出された強度の露光光が露光ショット領域に位置する部分のレジストに照射されて、露光処理が行なわれることになる。
【００５９】
特に、この露光量設定方法では、データベースを作成するために基板として試作品の基板が使用される。試作品の基板では、製品の基板と同様の下地パターンが形成されていることで、ダミーの基板を用いた場合と比べてデータベースの信頼性を向上させることができる。
【００６０】
実施の形態２
次に、前述した露光量設定方法を実行するための露光装置とその露光方法について説明する。本露光装置は、ステップアンドリピート方式の露光装置（ステッパ露光装置）である。
【００６１】
図１３に示すように、紫外線光源１７から発せられた露光光をプレートステージ１６上に載置された基板に照射するためのミラー１９およびレンズ２５を含む露光光学系（点線光路）が設けられている。その光学系には、マスクやブラインド等の所定のユニット１８が配設されている。
【００６２】
そして、本露光装置では、レジスト膜厚を光学的に測定するための膜厚測定ユニット２１が設けられている。その光学系（２点鎖線）は露光光の光学系の一部を利用するために、露光光の光路の途中にビームスプリッタ２０が配設されている。
【００６３】
その膜厚測定ユニット２１を含むプレートステージ１６およびマスク等のユニット１８をそれぞれ制御（実線）するためのコントローラユニット２２が設けられている。
【００６４】
そして、このコントローラユニット２２には、露光量を設定するためのデータベースがあらかじめ入力されている。なお、コントローラユニット２２にはディスプレイ１５が付随されており、レシピ等の必要な情報が表示される。
【００６５】
この露光装置では、膜厚測定ユニット２１によって露光光が照射される前に露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が直接測定されることになる。このレジスト膜厚の測定は、露光光を照射（ショット）する際のフォーカス合わせ（オートフォーカス）と並行して行なわれる。測定されたレジストの膜厚のデータは、コントローラユニット２１へ送られることになる。
【００６６】
コントローラユニット２１では、送られたレジストの膜厚のデータからデータベースに基づいて最適な露光量が設定される。さらに、ランプ照度のモニタ結果やレンズコントローラからの情報などからシャッタタイムが最適制御されて、露光処理が行われることになる。
【００６７】
なお、コントローラユニット２１では、プレートステージ１６の駆動制御や基板搬送ユニットの制御等、露光装置のあらゆる動作を総合的にコントロールしているが、ここではその詳細説明を省略する。
【００６８】
次に、上述した露光装置による露光処理について説明する。従来の露光装置による露光処理と異なるところは、オートフォーカス処理の際に、露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定されて、その膜厚から露光量が決定されるフローを有している点である。したがって、各露光ショット領域に照射される露光量はレジスト膜厚測定値に応じて変化することとなる。
【００６９】
そのフローについてより詳細に説明する。図１４に示すように、まず、基板上にレジストが塗布形成される（ステップＴ１）。レジストが塗布された基板が露光装置に導入（ローディング）される（ステップＴ２）。
【００７０】
次に、ローディングされた基板が最初の露光工程に該当するのか、２回目以降の露光工程に該当するのかが判断（ステップＴ３）される。最初の露光工程に該当する場合には、直ちに露光処理がスタートする（ステップＴ５）。２回目以降の露光工程に該当する場合には、アライメント処理（ステップＴ４）が行なわれた後に露光処理がスタートすることになる（ステップＴ５）。
【００７１】
露光処理がスタートすると、基板は所定の露光位置へ移動される（ステップＴ６）。そして、オートフォーカス処理（ステップＴ１０）の際に、露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定されて、その膜厚から露光量が決定される（ステップＴ７〜ステップＴ９）。
【００７２】
そのレジストの膜厚の測定から露光処理までのフローを、ブロック図に基づいて説明する。図１５に示すように、露光装置に設けられた膜厚測定ユニット２１によって測定された膜厚のデータはコントローラユニット２２へ送られる。
【００７３】
測定されたレジスト膜厚と入力されたレジストパターンの寸法（線幅）とからデータベース２３に基づいて最適な露光量が算出される。算出された露光量のデータに基づいてコントローラユニット２２からシャッタコントローラ２４に対して、露光時間のデータとシャッタの制御信号が送られて露光処理が実行されることになる。
【００７４】
次に、さらに具体的に、図１６（ａ）に示されるように基板６上に塗布されたある膜厚分布を有するレジスト８に対し、本露光装置による上述した露光処理を施した場合の結果について、図１６（ｂ）に示されるように基板１０６上に塗布された同様の膜厚分布を有するレジスト１０８に対し、従来の露光装置による露光処理を施した場合の結果と比較しながら説明する。
【００７５】
まず、本露光装置では、図１７に示すように、露光装置内に設けられた膜厚測定ユニット２１によって、各露光ショット領域に露光光を照射する前にその露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。
【００７６】
各露光ショット領域について測定されたレジストの膜厚の一例を図１８（ａ）に示す。図１８（ａ）に示すように、レジストの膜厚は基板８面内において均一ではなく、ばらついている。
【００７７】
一方、従来の露光装置では、各露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定されることはない。なお、後の説明のためにレジストの膜厚の例を図１８（ｂ）に示す。
【００７８】
次に、本露光装置では測定されたレジストの膜厚から、あらかじめ入力されたデータベースに基づいて、所望の線幅（寸法）を有するレジストパターンを得るための最適の露光光の強度（露光量）が算出される。
【００７９】
たとえば、図１９（ａ）に示すように、露光ショット領域に位置するレジストの膜厚が比較的厚い場合には、より強度の高い露光光（たとえば４２ｍＪ）がその露光ショット領域に照射される。
【００８０】
反対に、図２０（ａ）に示すように、露光ショット領域に位置するレジストの膜厚が比較的薄い場合には、より強度の低い露光光（たとえば３８ｍＪ）がその露光ショット領域に照射される。
【００８１】
各露光ショット領域について照射された露光量の一例を図２１（ａ）に示す。図２１（ａ）に示すように、露光量はレジストの膜厚に依存して変化していることがわかる。
【００８２】
一方、従来の露光装置では、図１９（ｂ）に示すように露光ショット領域に位置するレジストの膜厚が比較的厚い場合や、図２０（ｂ）に示すようにレジストの膜厚が比較的薄い場合にかかわりなく、図２１（ｂ）に示すように、各露光ショット領域には一定の露光量（たとえば４０ｍＪ）の露光光が照射される。
【００８３】
すべての露光ショット領域への露光光の照射が完了すると、現像処理が施される。本露光装置によって露光処理が施されたレジストでは、レジストの膜厚に応じて最適な露光量の露光光が照射されている。
【００８４】
これにより、図２２（ａ）および図２３（ａ）に示すように、現像処理が施された後では、レジストの膜厚が比較的厚い部分と薄い部分とにかかわりなく、露光ショット領域の全体においてほぼ同じ寸法（たとえば３．０μｍ）のレジストパターン８ａ、８ｂが形成される。
【００８５】
一方、従来の露光装置の場合では、各露光ショット領域に照射される露光光の露光量は一定であるため、図２２（ｂ）に示すように、レジストの膜厚が比較的厚い部分では、より寸法の大きい（たとえば３．２μｍ）レジストパターン１０８ａが形成される。
【００８６】
反対に、レジストの膜厚が比較的厚い部分では、より寸法の小さい（たとえば２．８μｍ）レジストパターン１０８ｂが形成される。このようにして各露光ショット領域について形成されたレジストパターンの寸法の一例を図２３（ｂ）に示す。図２３（ｂ）に示すように、レジストパターンの寸法はレジストの膜厚に依存して変化していることがわかる。このようにして一連の露光処理が完了することになる。
【００８７】
上述した本露光装置による露光処理によれば、まず、オートフォーカス処理の際に、露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。その測定されたレジストの膜厚から、データベースに基づいて最適の露光量が決定されて、その露光量の露光光がレジストに照射されることになる。
【００８８】
その結果、現像処理が施された後では、基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができる。
【００８９】
また、たとえばプロセスの都合上、現像処理が完了した後におけるレジストパターンの寸法や、レジストのターゲットとされる膜厚に変更が生じる場合であっても、露光装置のコントローラユニット２２に対して目標とするレジストの寸法を入力するだけで、データベースに基づいて最適な露光量を決定することができる。
【００９０】
なお、上述した露光処理の説明等において挙げられたレジストの膜厚、露光量およびレジスト寸法の数値は説明のための一例であって、これらの数値に限られるものではない。
【００９１】
また、レジストとしてポジ型レジストを例に挙げて説明したが、ネガ型レジストの場合には、ポジ型レジストの場合とは逆の露光量の制御を行なえばよく、たとえば、レジストの膜厚が比較的厚い場合には露光量を減少させるようにすればよい。ネガ型レジストに対するデータベースをあらかじめ入力しておくことで、ポジ型レジストの場合と同様に最適な露光量を決定することができる。
【００９２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の一つの局面における露光量設定方法によれば、まず、露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。次に、その測定されたレジストの膜厚から、レジストの膜厚とそのレジストに対して所望の寸法のレジストパターンを形成するために必要な露光量との相関データに基づいて最適の露光量が決定される。そして、その露光量の露光光がレジストに照射される。これにより、基板上に形成されるレジストの膜厚に応じて所望の寸法のレジストパターンを形成するための最適な露光量をもって露光処理が行なわれることになる。その結果、現像処理後の基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができる。
【００９４】
本発明の他の局面における露光方法によれば、まず、膜厚測定工程において露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。次に、強度算出工程において、その測定されたレジストの膜厚からレジストの膜厚とそのレジストに対して所望の寸法のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて最適の露光量が決定される。そして、その露光量の露光光がレジストに照射されて現像される。これにより、基板上に形成されるレジストの膜厚に応じて所望の寸法のレジストパターンを形成するための最適な露光量をもって露光処理が行なわれることになる。その結果、現像処理後の基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができる。
【００９５】
本発明の他の局面における露光装置によれば、まず、露光光が照射される前に膜厚測定部によって露光ショット領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。次に、制御部によって、その測定されたレジストの膜厚からレジストの膜厚とそのレジストに対して所望の寸法のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて最適の露光量が決定される。そして、露光光照射部によってその露光量の露光光がレジストに照射される。これにより、現像処理後の基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができる。
【００９６】
その膜厚測定部は、露光光照射部の光学系を利用してレジストの膜厚を測定する機能を有することが好ましく、これにより、膜厚を測定するための新たな光学系を設ける必要がなくなる。
【００９７】
また、露光光照射部は、露光光を照射する前に光学系のフォーカスを合わせるための機能を有し、膜厚測定部は、そのフォーカスを合わせる際に並行して膜厚を測定する機能を有することが好ましく、これにより、露光処理を効率的に行なうことができる。
【００９８】
このように、本露光装置を用いてデバイスを製造することにより、従来技術では不可能であったデザインルールでの製造を可能とし、微細加工を目的としたデバイスの品質を格段に向上させることを期待することができる。
【００９９】
本発明のさらに他の局面におけるデバイスの製造方法によれば、基板に塗布されたレジストに対して、転写工程においてステップごとに露光光が照射される領域に位置する部分のレジストの膜厚が測定される。次に、その測定されたレジストの膜厚からレジストの膜厚とそのレジストに対して所望の寸法のレジストパターンを形成するために要求される露光光の強度との関係に基づいて露光量が決定される。そして、その求められた露光量をもって露光光がレジストに照射されて現像される。これにより、基板上に形成されるレジストの膜厚に応じて所望の寸法のレジストパターンを形成するための最適な露光量をもって露光処理が行なわれて、ＬＰＳやＣＧＳ等の高付加価値な液晶パネルに微細加工を施すことができ、現像処理後の基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができる。その結果、配線等の寸法のばらつきが低減されて高精細化や高性能化が図られるとともに、デバイスの信頼性が向上する。
【０１００】
本発明のさらに他の局面における液晶ディスプレイによれば、現像処理後の基板面内におけるレジストパターンの寸法をほぼ均一にすることができ、その結果、配線等の寸法のばらつきが低減されて液晶ディスプレイの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る露光量決定方法を示すフローチャートである。
【図２】同実施の形態において、データベースの作成方法を説明するための膜厚分布を示す第１の図である。
【図３】同実施の形態において、データベースの作成方法を説明するための膜厚分布を示す第２の図である。
【図４】同実施の形態において、データベースの作成方法を説明するための膜厚分布を示す第３の図である。
【図５】同実施の形態において、データベースの作成方法を説明するための露光量分布を示す第１の図である。
【図６】同実施の形態において、データベースの作成方法を説明するための露光量分布を示す第２の図である。
【図７】同実施の形態において、データベースの作成方法を説明するための露光量分布を示す第３の図である。
【図８】同実施の形態において、データベースの作成方法を説明するためのレジストパターンの寸法分布を示す第１の図である。
【図９】同実施の形態において、データベースの作成方法を説明するためのレジストパターンの寸法分布を示す第２の図である。
【図１０】同実施の形態において、データベースの作成方法を説明するためのレジストパターンの寸法分布を示す第３の図である。
【図１１】同実施の形態において、データベースの一例を示す図である。
【図１２】同実施の形態において、露光装置におけるレシピ設定画面の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る露光装置の構成を示す図である。
【図１４】同実施の形態において、露光装置による露光方法を示すフローチャートである。
【図１５】同実施の形態において、露光装置による露光処理の主要部分を説明するためのブロック図である。
【図１６】同実施の形態において、露光装置による露光処理の効果を説明するためのレジスト塗布工程を示す断面図であり、（ａ）は本露光装置によって露光処理が施されるレジストが塗布された基板を示す断面図であり、（ｂ）は従来の露光装置によって露光処理が施されるレジストが塗布された基板を示す断面図である。
【図１７】同実施の形態において、本露光装置におけるレジストの膜厚測定工程を示す断面図である。
【図１８】同実施の形態において、露光装置による露光処理の効果を説明するためのレジスト膜厚分布を示す平面図であり、（ａ）は本露光装置によって露光処理が施されるレジストの膜厚分布を示す平面図であり、（ｂ）は従来の露光装置によって露光処理が施されるレジストの膜厚分布を示す平面図である。
【図１９】同実施の形態において、露光装置による露光処理の効果を説明するための露光光の照射工程を示す一断面図であり、（ａ）は本露光装置による露光光の照射工程を示す一断面図であり、（ｂ）は従来の露光装置による露光光の照射工程を示す一断面図である。
【図２０】同実施の形態において、露光装置による露光処理の効果を説明するための露光光の照射工程を示す他の断面図であり、（ａ）は本露光装置による露光光の照射工程を示す他の断面図であり、（ｂ）は従来の露光装置による露光光の照射工程を示す他の断面図である。
【図２１】同実施の形態において、露光装置による露光処理の効果を説明するための露光量の分布を示す平面図であり、（ａ）は本露光装置による露光量の分布を示す平面図であり、（ｂ）は従来の露光装置による露光量の厚分布を示す平面図である。
【図２２】同実施の形態において、露光装置による露光処理の効果を説明するための現像されたレジストパターンを示す断面図であり、（ａ）は本露光装置によるレジストパターンを示す一断面図であり、（ｂ）は従来の露光装置によるレジストパターンを示す一断面図である。
【図２３】同実施の形態において、露光装置による露光処理の効果を説明するためのレジストパターンの寸法の分布を示す平面図であり、（ａ）は本露光装置によるレジストパターンの寸法の分布を示す平面図であり、（ｂ）は従来の露光装置によるレジストパターンの寸法の分布を示す平面図である。
【符号の説明】
６　基板、８　レジスト、１５　ディスプレイ、１６　プレートステージ、１７　光源、１８　マスクブラインドユニット、１９　ミラー、２０　ビームスプリッタ、２１　膜厚測定ユニット、２２　コントローラユニット、２３　データベース、２４　シャッタコントローラ、２５　レンズ。
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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