(57)【要約】【課題】  露光ショットの繋ぎ合わせが必要な大規模素子の製造において、線幅精度の良い接合部パターンを形成する。【解決手段】  主パターン１０１が第１方向に繰り返し配置される主パターン領域Ａと、主パターンのうち最外部に配置された外側主パターン１０１ａ、１０１ｆに隣接して、補助パターンが配置される補助パターン領域Ｂと、を有してなるマスクパターンユニットを用いて、第１方向に隣接する露光ショット間において、一方の露光ショットの外側主パターンが基板上に転写されるパターンと、他方の露光ショットの補助パターンが基板上に転写されるパターンとが重なるように、かかる隣接する露光ショット間の位置決めを行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の、露光装置が１度の露光で露光可能な領域を超える露光対象領域にマスクパターンを転写する際に、１回で露光可能な大きさの単一のマスクパターンユニットをつなぎ合わせることで、前記露光対象領域の全領域に前記マスクパターンを転写する露光方法であって、
前記マスクパターンユニットが、
主パターンが第１方向に繰り返し配置される主パターン領域と、
前記主パターンのうち最外部に配置された外側主パターンに隣接して、補助パターンが配置される補助パターン領域と、を有し、
前記基板上に転写される前記マスクパターンユニットの前記補助パターンが、前記外側主パターンが以前の露光ショットにおいて基板上に転写されたパターンと重なるように、又は、前記基板上に転写される前記マスクパターンユニットの前記外側主パターンが、前記補助パターンが以前の露光ショットにおいて基板上に転写されたパターンと重なるように、前記第１方向に隣接する２つの露光ショットにおける前記基板上の前記第１方向の位置を位置決めすることを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記マスクパターンユニットの前記補助パターンの線幅が、前記主パターンの線幅より狭いことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記２つの露光ショットの結果前記基板上に転写される前記外側主パターンの線幅が、前記主パターン領域の中央部に配置された前記主パターンが前記基板上に転写される際の線幅と一致するように、前記マスクパターンユニットの前記補助パターンの線幅を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光方法。
【請求項４】
前記第１方向に繰り返された前記主パターンが、ストライプパターンを構成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の露光方法。
【請求項５】
前記主パターンが、前記第１方向および前記第１方向に垂直な第２方向に繰り返されることで、格子パターンを構成していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の露光方法。
【請求項６】
前記露光装置として、ステップアンドリピート機能を有する縮小投影型露光装置を用いることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の露光方法。
【請求項７】
基板上に、所定のパターンが第１方向に繰り返される露光パターンを露光により転写するための露光マスクであって、
主パターンが前記第１方向に繰り返し配置される主パターン領域と、
前記主パターンのうち最外部に配置された外側主パターンに隣接して、前記主パターン領域よりも狭い線幅で補助パターンが配置された補助パターン領域を有することを特徴とする露光マスク。
【請求項８】
共通の前記露光マスクを用いて、前記補助パターンが前記外側主パターンと重なるように、又は、前記外側主パターンが前記補助パターンと重なるように、転写される前記露光マスクの前記基板上の前記第１方向の位置を変えながら複数回の露光を行う場合に、露光後の前記外側主パターンの線幅が、前記主パターン領域の中央部に配置された前記主パターンの露光後の線幅と一致するように、前記補助パターンの線幅が設定されていることを特徴とする請求項７に記載の露光マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体集積回路や液晶表示デバイス等をフォトリソグラフィー工程で製造する際に用いられる露光工程における画面合成方法及び露光マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体集積回路や液晶表示装置などの集積度の高い素子を作製する為には、フォトリソグラフィー工程を用いるのが一般的である。この工程に欠かせない装置として、フォトマスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）のパターンをフォトレジストが塗布された基板上に露光する露光装置があり、ステッパと呼ばれるステップ＆リピート方式による縮小投影型の装置が使用されている。
【０００３】
かかるステッパにおいては、Ｈｇランプを用いた波長３６５ｎｍのｉ線を光源とした装置で解像度０．３５μｍが達成されており、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーや波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーなど、より短波長光の光源による高解像度の装置も実用化されている。
【０００４】
ステッパには、一度に露光可能な領域を示すイメージサイズがあり、市販のｉ線ステッパでは、解像度０．３５μｍとした時には２０×２０ｍｍ程度、解像度０.８μｍとした時には５０×５０ｍｍ程度にイメージサイズが制限される。また、高解像度におけるイメージサイズ拡大の為に、ステップ＆スキャン方式（スキャナー）と呼ばれる露光方法が実現されているが、この場合も解像度０．３５μｍで、２５ｍｍ×３２ｍｍ程度にサイズが制限され、これ以上の素子を一括露光で作製することはできない。
【０００５】
この問題に対し、一般的には画面合成の手法が用いられている。これは、素子を１回の露光で収まる複数の領域に分割し、各領域に対応したレチクルを用いてそれぞれ露光を行う、あるいは、素子パターンが単純な繰り返しパターンの場合には、レチクルに繰り返しの１ユニットのパターンを配置し、１枚のレチクルで繋ぎ合わせながら露光を行った後に、全体をエッチングなどの工程にかけて単一の素子に仕上げる方式で、理論的には任意の大きさの素子を作製する事ができる。
【０００６】
このような画面合成手法を必要とする工程として、液晶表示装置の製造工程、又は、ＬＥＤ装置のパターン化サファイア基板（Patterned Sapphire Substrate：ＰＳＳ）の作成工程などがある。液晶表示装置では、対角で３０ｃｍ以上の装置もあり、一括露光による作製は不可能である。同様に、ＬＥＤ装置のＰＳＳ工程では、例えば、６インチウエハ使用時には、１５０ｍｍφのウエハ全域にパターンを形成する必要があり、一括露光による作製は不可能である。
【０００７】
この画面合成手段に関しては、複数回の露光領域間でのパターン接合部において、各領域の露光時にアライメント誤差があると、パターンにずれ、切れ、又は、太りが発生する。特にパターンの切れを避ける目的で、各領域の接合部を若干量重ね合せて露光を行う方式が用いられている。しかしながら、このとき重複部が２回露光されることになるため露光量が２倍になり、その後のエッチングなどの工程において線幅が太くなったり、細くなったりするという問題が発生する。
【０００８】
特許文献１では、２重露光される重複部の幅をδ、露光装置の限界解像度をＤとした場合に、Ｄ／４≦δ≦３Ｄ／４となるように、重複部の幅を設定することで、接続部の切れを抑制し、太り、細りも概ね抑制する事が可能になるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３２６７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の従来技術は、相隣り合うパターンがお互いに交わる場合に限定される。
【００１１】
例えば、図１４（ａ）に示すような単一なライン＆スペースパターンを繋ぎ合せていく場合を考える。かかるライン＆スペースパターンは、複数のスペースパターン２０１ａ〜２０１ｆを繰り返し配列してなる。この場合、図１４（ｂ）に示すようにライン＆スペースパターン同士を繋ぎ合わせても、接合部２２０に露光部分がなく、重複部を設定することができない。
【００１２】
この場合の問題点を図１５〜図１７を用いて説明する。図１５（ａ）は、図１４（ａ）に示すパターンを重複部を設けずに画面合成した場合において、画面合成後の露光パターンを、隣接する露光ショットの接合部に着目して拡大したものである。ここで、露光ショットとは、１度の露光によりマスクパターンを転写できる基板上の領域のことである。
【００１３】
まず、隣接する露光ショットの位置ずれが無い場合を考える。図１５（ｂ）に、露光ショット２３０を露光したときの光強度プロファイルを実線で、露光ショット２３２を露光した時の光強度プロファイルを破線で示す。図１５（ｃ）に、これらを合成した光強度プロファイルを示す。図１５（ｂ）において、露光ショット２３０の端に位置するスペースパターン２０１ａ、及び、露光ショット２３２の端に位置するスペースパターン２１１ｆは、片側にスペースパターンがないため、回折光が減ることにより光強度が弱くなる。この結果、図１５（ｄ）に示すように、接合部２２０上のレジスト線幅Ｗ５は、その他の線幅Ｗ１に比べて幅広となってしまう（レジストがポジレジストの場合）。ただし、これは、端部のスペースパターン２０１ａ、２１１ｆの線幅を予め幅広に設定しておくことで、ある程度の改善は可能である。
【００１４】
次に、露光ショットの位置ずれが発生した場合を考える。ステッパによる露光では、ステッピングした時の位置ずれを完全にゼロにはできず、装置のステッピング精度分だけずれる可能性がある。
【００１５】
図１６（ａ）に、露光ショット２３２が露光ショット２３０から離れるように右側にずれた場合の、露光ショット２３０を露光したときの光強度プロファイルを実線で、露光ショット２３２を露光した時の光強度プロファイルを破線で示す。図１６（ｂ）に、これらを合成した光強度プロファイルを示す。露光ショット２３２が右側にずれることによって、図１６（ｃ）に示すように、接合部２２０上のレジスト線幅Ｗ６は、位置ずれが発生しない場合のＷ５よりもさらに幅広となってしまう。
【００１６】
図１７（ａ）に、露光ショット２３２が露光ショット２３０と重なるように左側にずれた場合の、露光ショット２３０を露光したときの光強度プロファイルを実線で、露光ショット２３２を露光した時の光強度プロファイルを破線で示す。図１７（ｂ）に、これらを合成した光強度プロファイルを示す。露光ショット２３２が左側にずれることによって、図１７（ｃ）に示すように、接合部２２０上のレジスト線幅Ｗ７は、位置ずれが発生しない場合のＷ５よりも狭くなる。
【００１７】
本発明は、上記の問題点を鑑み、露光ショット間に重複部を設定できない場合であっても、露光ショットの接合部の線幅のばらつきが生じない露光方法、及び、露光マスクを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明に係る露光方法は、基板上の、露光装置が１度の露光で露光可能な領域を超える露光対象領域にマスクパターンを転写する際に、１回で露光可能な大きさの単一のマスクパターンユニットをつなぎ合わせることで、前記露光対象領域の全領域に前記マスクパターンを転写する露光方法であって、
前記マスクパターンユニットが、主パターンが第１方向に繰り返し配置される主パターン領域と、前記主パターンのうち最外部に配置された外側主パターンに隣接して、補助パターンが配置される補助パターン領域と、を有し、
前記基板上に転写される前記マスクパターンユニットの前記補助パターンが、前記外側主パターンが以前の露光ショットにおいて基板上に転写されたパターンと重なるように、又は、前記基板上に転写される前記マスクパターンユニットの前記外側主パターンが、前記補助パターンが以前の露光ショットにおいて基板上に転写されたパターンと重なるように、前記第１方向に隣接する２つの露光ショットにおける前記基板上の前記第１方向の位置を位置決めすることを特徴とする。
【００１９】
上記特徴の本発明に係る露光方法において、前記マスクパターンユニットの前記補助パターンの線幅が、前記主パターンの線幅より狭いことが好ましい。
【００２０】
上記特徴の本発明に係る露光方法において、前記２つの露光ショットの結果前記基板上に転写される前記外側主パターンの線幅が、前記主パターン領域の中央部に配置された前記主パターンが前記基板上に転写される際の線幅と一致するように、前記マスクパターンユニットの前記補助パターンの線幅を設定することができる。
【００２１】
上記特徴の本発明に係る露光方法において、前記第１方向に繰り返された前記主パターンが、ストライプパターンを構成することが好ましい。
【００２２】
上記特徴の本発明に係る露光方法において、前記主パターンが、前記第１方向および前記第１方向に垂直な第２方向に繰り返されることで、格子パターンを構成していることが好ましい。
【００２３】
上記特徴の本発明に係る露光方法は、ステップアンドリピート機能を有する縮小投影型露光装置を用いることが好ましい。
【００２４】
上記目的を達成するための本発明に係る露光マスクは、基板上に、所定のパターンが第１方向に繰り返される露光パターンを露光により転写するための露光マスクであって、
主パターンが前記第１方向に繰り返し配置される主パターン領域と、前記主パターンのうち最外部に配置された外側主パターンに隣接して、前記主パターン領域よりも狭い線幅で補助パターンが配置された補助パターン領域を有することを特徴とする。
【００２５】
上記特徴の本発明に係る露光マスクは、共通の前記露光マスクを用いて、前記補助パターンが前記外側主パターンと重なるように、又は、前記外側主パターンが前記補助パターンと重なるように、転写される前記露光マスクの前記基板上の前記第１方向の位置を変えながら複数回の露光を行う場合に、露光後の前記外側主パターンの線幅が、前記主パターン領域の中央部に配置された前記主パターンの露光後の線幅と一致するように、前記補助パターンの線幅が設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の露光方法および露光マスクによれば、隣接する２つの露光ショットのうち、一方の露光ショットにおける補助パターンが、他方の露光ショットにおける外側主パターンと重なることにより、光強度プロファイルが改善され、露光ショットの接合部の線幅変動をほぼ無しにできる。
【００２７】
さらに、露光ショット間のずれが発生した場合でも、補助パターンが光強度プロファイルのピッチずれを緩和し、露光ショットの接合部の線幅変動を低減することができる。これにより、線幅変動の小さな大規模素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の露光方法で用いることのできる露光マスクのマスクパターンの一例。
【図２】本発明の露光方法において、隣接する露光ショット間のマスクパターンの基板上の位置決めの様子を説明するための図
【図３】本発明の露光方法において、隣接する露光ショット間に位置ずれが発生しない場合に、隣接する露光ショットの接合部近傍における光強度分布と露光後形成されるレジストの線幅を示す模式図。
【図４】本発明の露光方法において、隣接する露光ショットが離れる方向に位置ずれが発生した場合に、隣接する露光ショットの接合部近傍における光強度分布と露光後形成されるレジストの線幅との関係を示す図。
【図５】本発明の露光方法において、隣接する露光ショットが重なる方向に位置ずれが発生した場合に、隣接する露光ショットの接合部近傍における光強度分布と露光後形成されるレジストの線幅との関係を示す図。
【図６】本発明の露光方法を用いた場合の露光ショット間の位置ずれ量に対する露光後形成されるレジスト線幅の変化を、従来方法と比較して示すグラフ
【図７】本発明の露光方法で用いることのできる露光マスクのマスクパターンの一例。
【図８】本発明の露光方法で用いることのできる露光マスクのマスクパターンの一例。
【図９】本発明の露光方法において、隣接する露光ショット間のマスクパターンの基板上の位置決めの様子を説明するための図
【図１０】本発明の露光方法で用いることのできる露光マスクのマスクパターンの一例
【図１１】本発明の露光方法で用いることのできる露光マスクのマスクパターンの一例
【図１２】本発明の露光方法において、隣接する露光ショット間のマスクパターンの基板上の位置決めの様子を示す他の例
【図１３】本発明の露光方法で用いることのできる露光マスクのマスクパターンの一例
【図１４】従来の露光方法で用いる露光マスクと、露光パターンの画面合成の様子を示す図
【図１５】従来の露光方法において、隣接する露光ショット間に位置ずれが発生しない場合に、隣接する露光ショットの接合部近傍における光強度分布と露光後形成されるレジストの線幅を示す模式図
【図１６】従来の露光方法において、隣接する露光ショットが離れる方向に位置ずれが発生した場合に、隣接する露光ショットの接合部近傍における光強度分布と露光後形成されるレジストの線幅との関係を示す図
【図１７】従来の露光方法において、隣接する露光ショットが重なる方向に位置ずれが発生した場合に、隣接する露光ショットの接合部近傍における光強度分布と露光後形成されるレジストの線幅との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
〈第１実施形態〉
図１に、本発明の露光方法で用いることのできる露光マスク１のマスクパターンの一例を示す。図１において、マスクパターンは、主パターン１０１（１０１ａ〜１０１ｆ）が第１方向に繰り返し配置される主パターン領域Ａと、かかる主パターン１０１のうち、最も外側に位置する主パターン（外側主パターン）１０１ａ、１０１ｆに隣接して、補助パターン１０２（１０２ａ、１０２ｂ）が配置される補助パターン領域Ｂを有している。ここで、主パターン１０１、補助パターン１０２は光が透過する領域、主パターン及び補助パターンの間の領域１０３は光が透過しない領域である。露光マスク１は、線状の主パターン１０１が第１方向に等間隔で繰り返し配置されることで、ストライプ形状のマスクパターンを形成している。
【００３１】
補助パターン１０２ａ、１０２ｂは、主パターンよりも狭い線幅で形成され、主パターン１０１同士の配置間隔と同じ間隔で、外側主パターンから離れて配置されている。本実施形態において、補助パターンは主パターンと同じく線状のパターンであり、主パターンの線幅を狭めて構成したパターンとなっている。
【００３２】
本実施形態の露光方法では、かかる露光マスク１をマスクパターンユニットとし、外側主パターンと補助パターンが重なるように、マスクパターンユニットの基板との第１方向における位置決めを行いながら、ステップアンドリピート方式の縮小投影型露光装置を用いて複数回の露光処理を実行することで、マスクパターンの主パターンを基板上に転写する。
【００３３】
図２にかかる露光処理におけるマスクパターンユニットの位置決めの様子を示す。隣接する露光ショット間で、主パターン領域Ａの境界の位置が一致するように、マスクパターンユニットの基板との第１方向の位置決めを行っている。このようにすることで、第１方向に隣接する露光ショット１３０と１３２において、露光ショット１３０の補助パターン１０２ａが転写される領域が、露光ショット１３２の主パターン１１１ａ〜１１１ｆのうち外側主パターン１１１ｆが転写される領域と重なり、露光ショット１３２の補助パターン１１２ｂが転写される領域が、露光ショット１３０の主パターン１０１ａ〜１０１ｆのうち外側主パターン１０１ａが転写される領域と重なる。
【００３４】
図３〜図５を参照して、本実施形態の露光方法による画面合成の効果を説明する。図３（ａ）は、本実施形態の露光方法により画面合成した場合に、画面合成後の露光パターンを、隣接する露光ショット１３０と１３２が重なり合う接合部（主パターン領域Ａの境界部）に着目して拡大したものである。
【００３５】
まず、隣接する露光ショットの位置ずれが無い場合を考える。図３（ｂ）に、露光ショット１３０を露光したときの光強度プロファイルを実線で、露光ショット１３２を露光した時の光強度プロファイルを破線で示す。図３（ｃ）に、これらを合成した光強度プロファイルを示す。図３（ｂ）において、露光ショット１３０の主パターン領域Ａの最外部に位置する外側主パターン１０１ａの光強度分布１４１、及び、露光ショット１３２の主パターン領域Ａの最外部に位置する外側主パターン１１１ｆの光強度分布１４２は、回折光が減ることにより、主パターン領域の中央寄りに位置する主パターンの光強度分布１４３、１４４よりも光強度が弱くなる。
【００３６】
しかしながら、かかる光強度分布１４１は、露光ショット１３２の補助パターン１１２ｂの光強度分布１４６と重ね合わせられ、かかる光強度分布１４２は、露光ショット１３０の補助パターン１１２ａの光強度分布１４５と重ね合わせられる。この結果、図３（ｃ）に示すように、合成後の外側主パターン１０１ａの光強度分布１４７を、他の主パターンの光強度分布１４９と同等にする事ができる。同様に、合成後の外側主パターン１１１ｆの光強度分布１４８を、他の主パターンの光強度分布１５０と同等にすることができる。
【００３７】
これにより、図３（ｄ）に示すように、接合部のレジスト線幅Ｗ２は、その他の主パターンのレジスト線幅Ｗ１と同等にできる。
【００３８】
つまり、隣接する露光ショット間で、補助パターンと外側主パターンが重なることにより、外側主パターンの光強度分布が補助パターンの光強度分布だけ補強された状態で、露光後、外側主パターンが基板上に転写される。このように補強されて基板上に転写される外側主パターンの線幅が、主パターン領域Ａの中央部に配置された主パターンが基板上に転写される際の線幅と一致するように、補助パターンの線幅を設定しておく。
【００３９】
次に、露光ショットの位置ずれが発生した場合を考える。ステッパによる露光では、ステッピングした時の位置ずれを完全にゼロにはできず、装置のステッピング精度分だけずれる可能性がある。
【００４０】
図４（ａ）に、露光ショット１３２が露光ショット１３０に対して想定位置からＳだけ右側に、露光ショット１３０から離れる方向にずれた場合の、露光ショット１３０を露光したときの光強度プロファイルを実線で、露光ショット１３２を露光した時の光強度プロファイルを破線で示す。図４（ｂ）に、これらを合成した光強度プロファイルを示す。露光ショット１３２が右側にずれることによって、図４（ａ）の破線で示す露光ショット１３２の主パターン領域Ａの最外部に位置する外側主パターン１１１ｆの光強度分布１４２の位置は、Ｓだけ右にずれるが、露光ショット１３０の補助パターン１０２ａの光強度分布１４５の位置は変わらない。一方、露光ショット１３０の外側主パターン１０１ａの光強度分布１４１の位置は変わらないが、露光ショット１３２の補助パターン１１２ｂの光強度分布１４６の位置はＳだけ右にずれる。この結果、図４（ｂ）に示す合成後の光強度プロファイルでは、ピッチずれが緩和される。これにより、図４（ｃ）に示すように接合部のレジスト線幅Ｗ３の広幅化を緩和することができる。
【００４１】
一方、図５（ａ）に、露光ショット１３２が露光ショット１３０に対して想定位置からＳだけ左側に、露光ショット１３０と重なる方向にずれた場合の、露光ショット１３０を露光したときの光強度プロファイルを実線で、露光ショット１３２を露光した時の光強度プロファイルを破線で示す。図５（ｂ）に、これらを合成した光強度プロファイルを示す。露光ショット１３２が左側にずれることによって、図５（ａ）の破線で示す露光ショット１３２の主パターン領域Ａの最外部に位置する外側主パターン１１１ｆの光強度分布１４２の位置は、Ｓだけ左にずれるが、露光ショット１３０の補助パターン１０２ａの光強度分布１４５の位置は変わらない。一方、露光ショット１３０の外側主パターン１０１ａの光強度分布１４１の位置は変わらないが、露光ショット１３２の補助パターン１１２ｂの光強度分布１４６の位置はＳだけ左にずれる。この結果、図５（ｂ）に示す合成後の光強度プロファイルでは、ピッチずれが緩和される。これにより、図５（ｃ）に示すように接合部のレジスト線幅Ｗ４の狭幅化を緩和することができる。
【００４２】
図６は、フォトシミュレーターを用いて接合部のレジスト線幅をシミュレーションした結果であり、露光ショット１３２の位置ずれ量Ｓに対する接合部のレジスト線幅の変化量を表している。なお、図６は、露光光源を波長３６５ｎｍのＨｇ‐ｉ線、露光装置の投影レンズの開口数ＮＡ（Numerical Aperture）を０．６３、コヒーレンスファクターσを０．３２とし、レベンソン型位相シフトマスクを使用した場合の結果である。
【００４３】
従来例として、主パターンの線幅を、最外部に位置する外側主パターンの線幅を２６０ｎｍ、他の主パターンの線幅を２５０ｎｍとした場合の、位置ずれ量Ｓと接合部のレジスト線幅の関係を図６の■印で示す。これに対し、本発明の露光方法の一例として、主パターンの線幅を、外側主パターンを含む全ての主パターンについて２５０ｎｍとし、線幅が６０ｎｍの補助パターンを外側主パターンに隣接して配置した場合の、位置ずれ量Ｓと接合部のレジスト線幅の関係を図６の◆印で示す。図６から、±５０ｎｍの位置ずれが発生した場合、接合部のレジスト線幅は、従来例では９２ｎｍ程度のばらつきが発生した。これに対して、本発明の露光マスク及び露光方法を用いることにより、接合部のレジスト線幅のばらつきを３０ｎｍ程度に低減できる。
【００４４】
したがって、本発明の露光方法では、露光ショット間の位置ずれが発生した場合であっても、主パターンの外側に補助パターンが設けられた露光マスク（レチクル）を用いることにより、露光ショット間の接合部のレジスト線幅変動を大幅に改善することができる。
【００４５】
なお、上記実施形態では、図１において、主パターン１０１ａ〜１０１ｆ（及び、補助パターン１０２ａ、１２ｂ）は、第１方向に垂直な第２方向に延伸する線状のパターンからなるストライプパターンを構成している。ここで、かかるストライプパターンが、図７に示すように、主パターン領域Ａ及び補助パターン領域Ｂの第２方向の幅全体に渡って延伸している場合、第２方向に隣接する露光ショット１３０、１３１同士が重なり部分を有するように露光ショット間の位置決めを行うことで、主パターン領域Ａの第２方向の幅を超える長さの線からなるストライプ状のレジストパターンを実現することができる。この場合において、露光ショット間の第２方向の位置決めを行なう際には、上述の特許文献１に記載の方法を使用できる。ところが、ストライプパターンを第１方向に延長する目的のためには、特許文献１に記載の方法は適用できず、この場合に上述した本発明の露光方法を用いるのが好適である。
【００４６】
〈第２実施形態〉
上記第１実施形態では、マスクパターンがストライプ形状である場合を例として説明したが、本発明はこれに限られるものではない。図８に、格子状のマスクパターンに対して本発明を適用する場合の例を示す。
【００４７】
図８は、本発明の露光方法で用いることのできる露光マスク２のマスクパターンの一例であり、主パターン領域Ａに、方形の主パターン１０４（１０４ａ〜１０４ｆ）が、第１方向及び第２方向に、夫々マトリクス状に配置されることで、全体で格子状のマスクパターンを構成している。かかる方形の主パターン１０４ａ〜１０４ｆのうち、第１方向において最も外側に位置する主パターン（外側主パターン）１０４ａ、１０４ｆに隣接して、補助パターン１０５ａ、１０５ｂが、補助パターン領域Ｂ内に配置されている。ここで、主パターン１０４ａ〜１０４ｆ、補助パターン１０５ａ、１０５ｂは光が透過する領域、主パターン及び補助パターンの間の領域１０６は光が透過しない領域である。補助パターン１０５ａ、１０５ｂは、主パターンよりも狭い線幅で形成され、主パターン１０４同士の第１方向の配置間隔と同じ間隔で、外側主パターンから離れて配置されている。本実施形態において、補助パターンは主パターンと同じく方形のパターンであり、主パターンの辺の長さを短くしたパターンとなっている。
【００４８】
かかる露光マスク２をマスクパターンユニットとし、外側主パターンと補助パターンが重なるように、マスクパターンユニットの基板との第１方向における位置決めを行いながら複数回の露光処理を実行し、マスクパターンの主パターンを基板上に転写する。この場合のマスクパターンユニットの位置決めの様子を図９に示す。隣接する露光ショット間で、主パターン領域Ａの境界の位置が一致するように、マスクパターンユニットの基板との第１方向の位置決めを行う。この結果、露光ショット１３４と１３６において、露光ショット１３４の補助パターン１０５ａが転写される領域が、露光ショット１３６の主パターン１１４ａ〜１１４ｆのうち外側主パターン１１４ｆが転写される領域と重なり、露光ショット１３６の補助パターン１１５ｂが転写される領域が、露光ショット１３４の主パターン１０４ａ〜１０４ｆのうち外側主パターン１０４ａが転写される領域と重なるように、マスクパターンユニットの基板との位置決めが行われる。ここで、基板上に転写される外側主パターン１０４ａ、１１４ｆの線幅が、主パターン領域Ａの中央部に配置された主パターン１０４ｃ、１１４ｄが基板上に転写される際の線幅と一致するように、補助パターンの線幅を設定しておく。
【００４９】
これにより、上述の第１実施形態と同様、露光マスク２が、主パターンの外側に補助パターンが設けられていることにより、露光ショット間の接合部の第１方向のレジスト線幅変動を大幅に改善することができる。
【００５０】
さらに、図１０に示す露光マスク３は、図９に加え、補助パターンを主パターン領域Ａの第２方向において外側（図１０の上下方向）に設けたものである。図１０において、主パターン領域Ａに、方形の主パターン１０７が、第１方向及び第２方向に、夫々マトリクス状に配置されることで、全体で格子状のマスクパターンを構成している。このように格子状に配列した方形の主パターン１０７の外周に沿って、第１方向において最も外側に位置する主パターン（外側主パターン）に隣接して、補助パターン１０８ａと１０８ｂが配置され、第２方向において最も外側に位置する主パターン（外側主パターン）に隣接して、補助パターン１０８ｃと１０８ｄが配置されている。
【００５１】
露光マスク３をマスクパターンユニットとし、第１方向において最外部に位置する外側主パターンが補助パターン１０８ａ及び１０８ｂと重なるように、マスクパターンユニットの基板との第１方向における位置決めを行うことで、第１方向に隣接する露光ショット間の接合部における第１方向の線幅変動を大幅に改善することができる。さらに、第２方向において最外部に位置する外側主パターンが補助パターン１０８ｃ及び１０８ｄと重なるように、マスクパターンユニットの基板との第２方向における位置決めを行うことで、第２方向に隣接する露光ショット間の接合部におけるレジストの第２方向の線幅変動を大幅に改善することができる。
【００５２】
なお、この場合、主パターン領域の四隅に位置する外側主パターンは、第１方向に隣接する露光ショットの補助パターン１０８ａ、及び、第２方向に隣接する露光ショットの補助パターン１０８ｃと重なり合う。このため、補助パターン１０８ａ及び１０８ｃの線幅は、補助パターン１０８ｂ及び１０８ｄの線幅よりも狭く設定しておくことが好ましい。
【００５３】
また、上記実施形態において、補助パターンは外側主パターンと第１方向において隣接する両側に設けられているが、図１１に示すように、少なくとも片側に補助パターン１０２ａが設けられていれば、第１方向に隣接する２つの露光ショット１３０、１３２において外側主パターン１１１ｆと補助パターン１０２ａとが重なることにより、本発明の効果を奏する。図１２に、図１１において、第１方向に隣接する２つの露光ショットを重ね合わせた場合の画面合成の様子を示す。なお、図１１及び図１２では、図の右方向を第１方向とし、露光ショット１３０において基板上に転写済みの補助パターン１０２ａが、露光ショット１３２の外側主パターン１１１ｆと重なるように隣接する露光ショット間の位置決めを行っているが、逆に、図の左方向を第１方向とし、露光ショット１３２において基板上に転写済みの外側主パターン１１１ｆが、露光ショット１３０の補助パターン１０２ａと重なるように隣接する露光ショット間の位置決めを行うものとしても構わない。
【００５４】
また、上記第１及び第２実施形態では、補助パターンは、外側主パターンと第１方向に隣接して１列を配置してなるが、図１３に示すように、２列以上を配置してもよい。これにより、隣接する露光ショット間の接合部におけるレジスト線幅変動を低減できるほか、かかる接合部に隣接するレジストの線幅変動を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、半導体集積回路や液晶表示デバイス等の製造で行われるフォトリソグラフィー工程において利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１〜３：  露光マスク
１０１、１０１ａ〜１０１ｆ、１０４ａ〜１０４ｆ、１０７、１１１ａ〜１１１ｆ、１１４ａ〜１１４ｆ：  主パターン
１０２ａ、１０２ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０８ａ〜１０８ｄ、１１２ａ、１１２ｂ、１１５ａ、１１５ｂ：  補助パターン
１３０〜１３２、１３４、１３６、２３０、２３２：  露光ショット
１４１〜１５０：  光強度分布
２０１ａ〜２０１ｆ、２１１ｄ〜２１１ｆ：  スペースパターン（主パターン）
２２０：  接合部
Ｗ１〜Ｗ７：  レジスト線幅
【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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