(57)【要約】【課題】基板面内で細かく設定したエリア毎の露光量を調整し、現像処理後のレジスト残膜の均一性を向上し、配線パターンの線幅及びピッチのばらつきを抑制する。【解決手段】基板ステージ２上の基板Ｇと原版ステージ３上の原版Ｍとを同期移動させながら前記原版のパターンを前記基板上に露光する露光装置１であって、前記基板ステージの上方に設けられ、前記基板に対し局所的に光を照射する局所露光部２０と、前記局所露光部の発光駆動を制御する制御部４０とを備え、前記局所露光部は、基板幅方向にライン状に配列され、前記基板ステージによって移動される前記基板に対し光照射可能な複数の発光素子Ｌと、前記複数の発光素子のうち、１つまたは複数の発光素子を発光制御単位として選択的に発光駆動可能な発光駆動部２５とを有する。【選択図】図１
2013104934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光膜が形成された被処理基板を保持すると共に、走査方向に移動可能な基板ステージと、所定の回路パターンが形成された原版を保持すると共に、前記基板ステージと同期して移動可能な原版ステージと、前記原版に光を照射する照明光学系と、前記照明光学系により照射された前記原版のパターンを前記基板上に投影する投影光学系とを備え、前記基板ステージ上の基板と前記原版ステージ上の原版とを同期移動させながら前記原版のパターンを前記基板上に露光する露光装置であって、
前記基板ステージの上方に設けられ、前記基板に対し局所的に光を照射する局所露光部を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記局所露光部は、
基板幅方向にライン状に配列され、前記基板ステージによって移動される前記基板に対し光照射可能な複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のうち、１つまたは複数の発光素子を発光制御単位として選択的に発光駆動可能な発光駆動部とを有することを特徴とする請求項１に記載された露光装置。
【請求項３】
前記局所露光部の発光駆動部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記発光駆動部を制御し、前記複数の発光素子のうち、１つまたは複数の発光素子を発光制御単位として選択的に発光させることを特徴とする請求項２に記載された露光装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記基板上に照射される照度と前記発光素子の駆動電流値との関係を相関テーブルとして記憶し、前記基板に形成された感光膜の所定領域に対し、その膜厚に基づいて照射すべき必要照度を求めると共に、前記所定領域に照射可能な前記発光素子に対して、前記相関テーブルに基づき前記必要照度から駆動電流値を決定し、前記駆動電流値により前記発光素子を発光させるよう前記発光駆動部を制御することを特徴とする請求項３に記載された露光装置。
【請求項５】
前記被処理基板と同じ高さ位置において基板幅方向に進退移動可能に設けられ、前記局所露光部により照射された光の照度を検出する照度検出手段を備え、
前記制御部は、前記照度検出手段により検出された照度と、発光駆動された前記発光素子の駆動電流値との関係を前記相関テーブルとして保持することを特徴とする請求項４に記載された露光装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記複数の発光素子を基板幅方向に沿って複数の発光制御グループに分けると共に、前記発光制御グループ毎に、所定範囲内の複数の駆動電流値と、その駆動電流値による照度とを前記相関テーブルに記憶することを特徴とする請求項４または請求項５に記載された露光装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記被処理基板に形成された感光膜の所定領域に対する照射及び現像処理により増減した膜厚の変動値と、前記所定領域に照射した発光素子の駆動電流値との関係を相関テーブルに蓄積し、前記相関テーブルに基づき前記膜厚変動値から駆動電流値を決定し、前記駆動電流値により前記発光素子を発光させるよう前記発光駆動部を制御することを特徴とする請求項３に記載された露光装置。
【請求項８】
前記局所露光部は、前記基板ステージにより移動される前記被処理基板の上方に配置され、前記被処理基板に形成された感光膜に対し直接的に光を照射することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された露光装置。
【請求項９】
前記局所露光部は、前記原版の上方に配置されると共に前記原版を照射し、前記原版を透過した回折光が前記投影光学系を通過して前記被処理基板に形成された感光膜に照射されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された露光装置。
【請求項１０】
前記局所露光部が有する複数の発光素子の下方には光拡散板が設けられ、
前記発光素子から発光された光は、前記光拡散板を介して前記被処理基板に対し放射されることを特徴とする請求項２乃至請求項９のいずれかに記載された露光装置。
【請求項１１】
感光膜が形成された被処理基板を保持すると共に、走査方向に移動可能な基板ステージと、所定の回路パターンが形成された原版を保持すると共に、前記基板ステージと同期して移動可能な原版ステージと、前記原版に光を照射する照明光学系と、前記照明光学系により照射された前記原版のパターンを前記基板上に投影する投影光学系とを備える露光装置において、前記原版のパターンを前記基板上に露光する露光方法であって、
前記基板ステージ上の基板と前記原版ステージ上の原版とを同期移動させながら前記原版のパターンを前記基板上に露光すると共に、
前記基板ステージの上方に設けられた局所露光部により、前記基板に対し局所的に光を照射することを特徴とする露光方法。
【請求項１２】
前記局所露光部において、基板幅方向にライン状に配列された複数の発光素子に対して、１つまたは複数の発光素子を発光制御単位として選択的に発光駆動し、
前記基板ステージによって移動される前記基板に対し局所的に光を照射することを特徴とする請求項１１に記載された露光方法。
【請求項１３】
前記基板上に照射される照度と前記発光素子の駆動電流値との関係を相関テーブルとして記憶し、前記基板に形成された感光膜の所定領域に対し、その膜厚に基づいて照射すべき必要照度を求めると共に、前記所定領域に照射可能な前記発光素子に対して、前記相関テーブルに基づき前記必要照度から駆動電流値を決定し、前記駆動電流値により前記発光素子を発光させることを特徴とする請求項１２に記載された露光方法。
【請求項１４】
前記被処理基板と同じ高さ位置において基板幅方向に進退移動可能に設けられた照度検出手段により、前記局所露光部において発光制御単位となる全ての発光素子に対して照度の測定を行い、その駆動電流値と照度との関係を前記相関テーブルとして保持することを特徴とする請求項１３に記載された露光方法。
【請求項１５】
前記複数の発光素子を基板幅方向に沿って複数の発光制御グループに分けると共に、前記発光制御グループ毎に、所定範囲内の複数の駆動電流値と、その駆動電流値による照度とを前記相関テーブルに記憶することを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載された露光方法。
【請求項１６】
前記被処理基板に形成された感光膜の所定領域に対する照射及び現像処理により増減した膜厚の変動値と、前記所定領域に照射した発光素子の駆動電流値との関係を相関テーブルに蓄積し、前記相関テーブルに基づき前記膜厚変動値から駆動電流値を決定し、前記駆動電流値により前記発光素子を発光させることを特徴とする請求項１２に記載された露光方法。
【請求項１７】
前記被処理基板に形成された感光膜に対し、前記局所露光部により直接的に光を照射することを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれかに記載された露光方法。
【請求項１８】
前記局所露光部により前記原版の上方から前記原版を照射し、
前記原版を透過した回折光が前記投影光学系を通過して前記被処理基板に形成された感光膜に照射されることを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれかに記載された露光方法。
【請求項１９】
前記局所露光部において、前記発光素子から発光された光を、前記複数の発光素子の下方に設けられた光拡散板を介して前記被処理基板に対し放射することを特徴とする請求項１２乃至請求項１８のいずれかに記載された露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光膜が形成された被処理基板に対し露光処理を施す露光装置及び露光方法に関し、特に局所的に露光量を調整可能な露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の製造においては、いわゆるフォトリソグラフィ工程により回路パターンを形成することが行われている。
このフォトリソグラフィ工程では、特許文献１にも記載されている通り、ガラス基板等の被処理基板に所定の膜を成膜した後、フォトレジスト（以下、レジストと呼ぶ）が塗布され、レジスト中の溶剤を蒸発させる予備乾燥処理（減圧乾燥、及びプリベーク処理）によってレジスト膜（感光膜）が形成される。そして、回路パターンに対応して前記レジスト膜が露光され、これが現像処理され、パターン形成される。
【０００３】
ところで、このようなフォトリソグラフィ工程にあっては、図１５（ａ）に示すようにレジストパターンＲに異なる膜厚（厚膜部Ｒ１と薄膜部Ｒ２）を持たせ、これを利用して複数回のエッチング処理を行うことによりフォトマスク数、及び工程数を低減することが可能である。尚、そのようなレジストパターンＲは、１枚で光の透過率が異なる部分を有するハーフトーンマスクを用いるハーフ（ハーフトーン）露光処理によって得ることができる。
【０００４】
このハーフ露光が適用されたレジストパターンＲを用いた場合の回路パターン形成工程について図１５（ａ）〜（ｅ）を用いて具体的に説明する。
例えば、図１５（ａ）において、ガラス基板Ｇ上に、ゲート電極２００、絶縁層２０１、ａ−Ｓｉ層（ノンドープアモルファスＳｉ層）２０２ａとｎ＋ａ−Ｓｉ層２０２ｂ（リンドープアモルファスＳｉ層）からなるＳｉ層２０２、電極を形成するためのメタル層２０３が順に積層されている。
また、メタル層２０３上には、一様にレジスト膜が形成された後、減圧乾燥、及びプリベーク処理によりレジスト中の溶剤が蒸発され、その後、前記ハーフ露光処理、及び現像処理により、レジストパターンＲが形成される。
【０００５】
このレジストパターンＲ（厚膜部Ｒ１及び薄膜部Ｒ２）の形成後、図１５（ｂ）に示すように、このレジストパターンＲをマスクとして、メタル層２０３のエッチング（１回目のエッチング）が行われる。
次いで、レジストパターンＲ全体に対し、プラズマ中でアッシング（灰化）処理が施される。これにより、図１５（ｃ）に示すように、膜厚が半分程度に減膜されたレジストパターンＲ３が得られる。
そして、図１５（ｄ）に示すように、このレジストパターンＲ３をマスクとして利用し、露出するメタル層２０３やＳｉ層２０２に対するエッチング（２回目のエッチング）が行われ、最後に図１５（ｅ）に示すようにレジストＲ３を除去することにより回路パターンが得られる。
【０００６】
しかしながら、前記のように厚膜Ｒ１と薄膜Ｒ２とが形成されたレジストパターンＲを用いるハーフ露光処理にあっては、レジストパターンＲの形成時に、その膜厚が基板面内で不均一の場合、形成するパターンの線幅やパターン間のピッチがばらつくという課題があった。
【０００７】
即ち、図１６（ａ）〜（ｅ）を用いて具体的に説明すると、図１６（ａ）は、レジストパターンＲのうち、薄膜部Ｒ２の厚さｔ２が、図１５（ａ）に示した厚さｔ１よりも厚く形成された場合を示している。
この場合において、図１５に示した工程と同様に、メタル膜２０３のエッチング（図１６（ｂ））、レジストパターンＲ全体に対するアッシング処理（図１６（ｃ））が施される。
【０００８】
ここで、図１６（ｃ）に示すように、膜厚が半分程度に減膜されたレジストパターンＲ３が得られるが、除去されるレジスト膜の厚さは、図１５（ｃ）の場合と同じであるため、図示する一対のレジストパターンＲ３間のピッチｐ２は、図１５（ｃ）に示すピッチｐ１よりも狭くなる。
したがって、その状態から、メタル膜２０３及びＳｉ層２０２に対するエッチング（図１６（ｄ）、及びレジストパターンＲ３の除去（図１６（ｅ））を経て得られた回路パターンは、そのピッチｐ２が図１５（ｅ）に示すピッチｐ１よりも狭いものとなっていた（回路パターンの線幅が広くなっていた）。
【０００９】
前記課題に対し、従来は、露光処理時に光を透過させるマスクパターン毎に、レジストパターンＲにおける膜厚が所望値よりも厚く形成される所定部位を膜厚測定により特定し、その部位の露光感度を高くする手段がとられている。
即ち、露光処理前にレジスト膜を加熱して溶剤を蒸発させるプリベーク処理において、基板面内の加熱量に差異を持たせ、前記所定部位における露光感度を変化させることにより、現像処理後の残膜厚が調整（面内均一化）されている。
具体的には、プリベーク処理に用いるヒータを複数の領域に分割し、分割されたヒータを独立して駆動制御することによりエリア毎の温度調整が行われている。
更には、基板を支持するプロキシミティピンの高さ変更（ヒータと基板間の距離変更）により加熱温度の調整が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１５８２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記のようにプリベークによる加熱処理によって残膜厚の調整を行う場合、分割されたヒータ面積は、ハードウエアの制約上、ある程度の大きさを確保する必要があるため、細かなエリアの加熱調整が出来ないという課題があった。
また、プロキシミティピンの高さによる加熱調整にあっては、ピン高さを変更する作業工数を要するため、生産効率が低下するという課題があった。
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、基板面内で細かく設定したエリア毎の露光量を容易に調整することができ、現像処理後のレジスト残膜の均一性を向上し、配線パターンの線幅及びピッチのばらつきを抑制することのできる露光装置及び露光方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記した課題を解決するために、本発明に係る露光装置は、感光膜が形成された被処理基板を保持すると共に、走査方向に移動可能な基板ステージと、所定の回路パターンが形成された原版を保持すると共に、前記基板ステージと同期して移動可能な原版ステージと、前記原版に光を照射する照明光学系と、前記照明光学系により照射された前記原版のパターンを前記基板上に投影する投影光学系とを備え、前記基板ステージ上の基板と前記原版ステージ上の原版とを同期移動させながら前記原版のパターンを前記基板上に露光する露光装置であって、前記基板ステージの上方に設けられ、前記基板に対し局所的に光を照射する局所露光部を備えることに特徴を有する。
【００１４】
尚、前記局所露光部は、基板幅方向にライン状に配列され、前記基板ステージによって移動される前記基板に対し光照射可能な複数の発光素子と、前記複数の発光素子のうち、１つまたは複数の発光素子を発光制御単位として選択的に発光駆動可能な発光駆動部とを有することが望ましい。
また、前記局所露光部の発光駆動部を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記発光駆動部を制御し、前記複数の発光素子のうち、１つまたは複数の発光素子を発光制御単位として選択的に発光させることが望ましい。
また、前記局所露光部は、前記基板ステージにより移動される前記被処理基板の上方に配置され、前記被処理基板に形成された感光膜に対し直接的に光を照射することが望ましい。
或いは、前記局所露光部は、前記原版の上方に配置されると共に前記原版を照射し、前記原版を透過した回折光が前記投影光学系を通過して前記被処理基板に形成された感光膜に照射される構成としてもよい。
【００１５】
このように構成することにより、膜厚をより薄くしたい（或いは厚くしたい）任意の部位に対する局所的な露光処理を容易に行うことができ、予め設定された露光量（照度）により所望の膜厚に減膜することができる。
したがって、例えばハーフ露光処理においてレジスト膜に異なる膜厚（厚膜部と薄膜部）を持たせる場合であっても（即ち薄膜部のように薄い膜厚であっても）、現像処理後のレジスト膜厚を均一にし、配線パターンの線幅及びピッチのばらつきを抑制することができる。
【００１６】
また、前記制御部は、前記基板上に照射される照度と前記発光素子の駆動電流値との関係を相関テーブルとして記憶し、前記基板に形成された感光膜の所定領域に対し、その膜厚に基づいて照射すべき必要照度を求めると共に、前記所定領域に照射可能な前記発光素子に対して、前記相関テーブルに基づき前記必要照度から駆動電流値を決定し、前記駆動電流値により前記発光素子を発光させるよう前記発光駆動部を制御することが望ましい。
また、前記被処理基板と同じ高さ位置において基板幅方向に進退移動可能に設けられ、前記局所露光部により照射された光の照度を検出する照度検出手段を備え、前記制御部は、前記照度検出手段により検出された照度と、発光駆動された前記発光素子の駆動電流値との関係を前記相関テーブルとして保持することが望ましい。
また、前記制御部は、前記複数の発光素子を基板幅方向に沿って複数の発光制御グループに分けると共に、前記発光制御グループ毎に、所定範囲内の複数の駆動電流値と、その駆動電流値による照度とを前記相関テーブルに記憶することが望ましい。
このように発光素子の駆動電流値と照度との関係を示す相関テーブルを用いることにより、発光素子の照度を最適なものとすることができる。
また、相関テーブルに記録された値は、予め照度検出手段を用いて、発光制御単位となる全ての発光素子に対して照度測定を行い、その駆動電流値を記録したものとすることで、高精度に露光量を調整することができる。
また、複数の発光素子を複数の発光制御グループに分けることにより、発光素子間の発光照度のばらつきを抑制することができる。
【００１７】
或いは、前記制御部は、前記被処理基板に形成された感光膜の所定領域に対する照射及び現像処理により増減した膜厚の変動値と、前記所定領域に照射した発光素子の駆動電流値との関係を相関テーブルに蓄積し、前記相関テーブルに基づき前記膜厚変動値から駆動電流値を決定し、前記駆動電流値により前記発光素子を発光させるよう前記発光駆動部を制御する構成としてもよい。
そのように膜厚変動値と駆動電流値との相関データを用いる場合には、パラメータとして照度を省くことができるため（即ち照度と駆動電流値との相関データを利用しなくてよいため）、照度と駆動電流値との相関データの更新作業を省くことができる。
【００１８】
また、前記局所露光部が有する複数の発光素子の下方には光拡散板が設けられ、前記発光素子から発光された光は、前記光拡散板を介して前記被処理基板に対し放射されることが望ましい。
このように光拡散板を設けることによって、複数の発光素子から放射された光は、光拡散板によって適度に拡散されるため、隣接する発光素子の光をライン状に繋げて下方に照射することができる。
【００１９】
また、前記した課題を解決するために、本発明に係る露光方法は、感光膜が形成された被処理基板を保持すると共に、走査方向に移動可能な基板ステージと、所定の回路パターンが形成された原版を保持すると共に、前記基板ステージと同期して移動可能な原版ステージと、前記原版に光を照射する照明光学系と、前記照明光学系により照射された前記原版のパターンを前記基板上に投影する投影光学系とを備える露光装置において、前記原版のパターンを前記基板上に露光する露光方法であって、前記基板ステージ上の基板と前記原版ステージ上の原版とを同期移動させながら前記原版のパターンを前記基板上に露光すると共に、前記基板ステージの上方に設けられた局所露光部により、前記基板に対し局所的に光を照射することに特徴を有する。
【００２０】
尚、前記局所露光部において、基板幅方向にライン状に配列された複数の発光素子に対して、１つまたは複数の発光素子を発光制御単位として選択的に発光駆動し、前記基板ステージによって移動される前記基板に対し局所的に光を照射することが望ましい。
また、前記被処理基板に形成された感光膜に対し、前記局所露光部により直接的に光を照射することが望ましい。
或いは、前記局所露光部により前記原版の上方から前記原版を照射し、前記原版を透過した回折光が前記投影光学系を通過して前記被処理基板に形成された感光膜に照射されるようにしてもよい。
【００２１】
このような方法によれば、膜厚をより薄くしたい（或いは厚くしたい）任意の部位に対する局所的な露光処理を容易に行うことができ、予め設定された露光量（照度）により所望の膜厚に減膜することができる。
したがって、例えばハーフ露光処理においてレジスト膜に異なる膜厚（厚膜部と薄膜部）を持たせる場合であっても（即ち薄膜部のように薄い膜厚であっても）、現像処理後のレジスト膜厚を均一にし、配線パターンの線幅及びピッチのばらつきを抑制することができる。
【００２２】
また、前記基板上に照射される照度と前記発光素子の駆動電流値との関係を相関テーブルとして記憶し、前記基板に形成された感光膜の所定領域に対し、その膜厚に基づいて照射すべき必要照度を求めると共に、前記所定領域に照射可能な前記発光素子に対して、前記相関テーブルに基づき前記必要照度から駆動電流値を決定し、前記駆動電流値により前記発光素子を発光させることが望ましい。
また、前記被処理基板と同じ高さ位置において基板幅方向に進退移動可能に設けられた照度検出手段により、前記局所露光部において発光制御単位となる全ての発光素子に対して照度の測定を行い、その駆動電流値と照度との関係を前記相関テーブルとして保持することが望ましい。
また、前記複数の発光素子を基板幅方向に沿って複数の発光制御グループに分けると共に、前記発光制御グループ毎に、所定範囲内の複数の駆動電流値と、その駆動電流値による照度とを前記相関テーブルに記憶することが望ましい。
このように発光素子の駆動電流値と照度との関係を示す相関テーブルを用いることにより、発光素子の照度を最適なものとすることができる。
また、相関テーブルに記録された値は、予め照度検出手段を用いて、発光制御単位となる全ての発光素子に対して照度測定を行い、その駆動電流値を記録したものとすることで、高精度に露光量を調整することができる。
また、複数の発光素子を複数の発光制御グループに分けることにより、発光素子間の発光照度のばらつきを抑制することができる。
【００２３】
或いは、前記被処理基板に形成された感光膜の所定領域に対する照射及び現像処理により増減した膜厚の変動値と、前記所定領域に照射した発光素子の駆動電流値との関係を相関テーブルに蓄積し、前記相関テーブルに基づき前記膜厚変動値から駆動電流値を決定し、前記駆動電流値により前記発光素子を発光させるようにしてもよい。
そのように膜厚変動値と駆動電流値との相関データを用いる場合には、パラメータとして照度を省くことができるため（即ち照度と駆動電流値との相関データを利用しなくてよいため）、照度と駆動電流値との相関データの更新作業を省くことができる。
【００２４】
また、前記局所露光部において、前記発光素子から発光された光を、前記複数の発光素子の下方に設けられた光拡散板を介して前記被処理基板に対し放射することが望ましい。
このように複数の発光素子から放射された光を、光拡散板により拡散させることによって、隣接する発光素子の光をライン状に繋げて下方に照射することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、基板面内で細かく設定したエリア毎の露光量を容易に調整することができ、現像処理後のレジスト残膜の均一性を向上し、配線パターンの線幅及びピッチのばらつきを抑制することのできる露光装置及び露光方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明に係る露光装置の一実施形態の全体概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の露光装置が備える基板ステージの平面図である。
【図３】図３は、図１の露光装置が備える局所露光部の断面図である。
【図４】図４は、図３の局所露光部の主要部を基板幅方向から見た正面図である。
【図５】図５は、光源を構成する発光素子の配列を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明に係る露光装置が有する発光制御プログラムの設定パラメータを求める工程を示すフローである。
【図７】図７は、本発明に係る露光装置において、発光素子の発光制御を説明するための図であって、被処理基板上の局所露光位置を座標で示す被処理基板の平面図である。
【図８】図８は、本発明に係る露光装置が有する発光制御プログラムの設定パラメータの例を示す表である。
【図９】図９は、本発明に係る露光装置が有する発光制御プログラムにおいて利用される発光素子の駆動電流値と照度との相関テーブルの例を示す表である。
【図１０】図１０は、本発明に係る露光位置による一連の動作を示すフローである。
【図１１】図１１は、本発明に係る露光装置における局所露光の動作を説明するための平面図である。
【図１２】図１２は、本発明に係る露光装置における局所露光の動作を説明するためのグラフである。
【図１３】図１３は、本発明に係る露光装置の他の形態を示す断面図である。
【図１４】図１４は、本発明に係る露光装置が有する発光制御プログラムにおいて利用可能な発光素子の駆動電流値と膜厚との相関テーブルの応用例を示す表である。
【図１５】図１５（ａ）〜図１５（ｅ）は、ハーフ露光処理を用いた配線パターンの形成工程を説明するための断面図である。
【図１６】図１６（ａ）〜図１６（ｅ）は、ハーフ露光処理を用いた配線パターンの形成工程を示す図であって、図１５の場合よりもレジスト膜厚が厚い場合を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の露光装置及び露光方法にかかる一実施形態を、図面に基づき説明する。図１は、本発明に係る露光装置１の内部の概略構成を示す断面図である。
この露光装置１は、例えば、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置であって、それぞれ矩形状のマスクＭ（原版）とガラス基板Ｇ（被処理基板）とを同期走査させ、マスクＭが有する回路パターンの像をガラス基板Ｇ上のレジスト膜（感光膜）に投影し露光するものである。
【００２８】
図示するように露光装置１は、レジスト液が塗布されたガラス基板Ｇが載置される基板ステージ２と、この基板ステージ２の上方に配置される投影光学系１０とを備える。また、投影光学系１０の上方には、マスクＭを保持するマスクステージ３を備えている。
さらに、露光装置１は、マスクＭの上方に配置された照明部５（照明光学系）と、基板幅方向に長く形成され、局所的に基板Ｇに向けて光を照射するための局所露光部２０とを備えている。
【００２９】
前記基板ステージ２は、基板Ｇを支持し、これをＸＹＺの各軸方向に移動させるものである。基板ステージ２は、前記各方向にステージを移動させる駆動機構（図示せず）を有している。
一方、マスクステージ３は、マスクＭを支持すると共に、マスクＭが下方の投影光学系１０に臨むよう開口部（図示せず）を有する枠体である。また、マスクステージ３は、マスクＭを走査方向であるＹ方向に移動させる駆動機構（図示せず）を有している。
【００３０】
基板ステージ２とマスクステージ３は、投影光学系１０の結像倍率に応じた速度比で互いにＹ方向に同期走査され、それにより広い領域での露光が可能となっている。
また、走査露光終了後には、Ｘ方向へ所定量だけ基板ステージ２をステップ移動させ、Ｙ方向に走査露光を繰り返すことによりガラス基板Ｇを複数のショット（露光領域）に露光することが可能となされている。尚、本実施の形態においては、図２（基板ステージ２の平面図）に示すように、一例としてガラス基板Ｇ上に４つのショット領域ＳＡ１〜ＳＡ４が設けられているものとする。
【００３１】
また、前記投影光学系１０は、マスクＭとガラス基板Ｇとを光学的に共役な関係に維持し、マスクＭのパターンの像をガラス基板Ｇに投影する。本実施の形態にあっては、投影光学系１０は、軸外良像域を使用する反射屈折型光学系として構成され、台形ミラー１１と、凹面ミラー１２と、凸面ミラー１３とを有している。尚、本発明に係る露光装置にあっては、投影光学系１０の構成は前記構成に限定されるものではなく、投影光学系１０として屈折系または反射系を代わりに用いてもよい。
【００３２】
また、照明部５は、高圧水銀ランプやエキシマレーザからなる光源（図示せず）から放射した露光光としての光束を、照明光学系（図示せず）により円弧状の光束とし、マスクＭに対し均一に照明するものである。
図２に示すように、マスクＭを透過した円弧状の回折光ＬＴ１は、台形ミラー１１、凹面ミラー１２、凸面ミラー１３、凹面ミラー１２、台形ミラー１１を順番に通過し、基板ステージ２（ガラス基板Ｇ）に到達するようになっている。
【００３３】
また、局所露光部２０は、ガラス基板Ｇに塗布形成されたレジスト膜の所定領域に対して光ＬＴ２を直接的に照射し、局所的な露光を行うものであり、レジストとして例えばポジ型レジストが使用されている場合、次ぎのように駆動される。即ち、複数枚の基板Ｇを連続的に処理する際、全ての基板Ｇの所定領域において他の領域よりも配線パターン幅が広くパターン間ピッチが狭くなる場合に、前記所定領域に対する（減膜厚のための）局所露光が施される。
尚、以下の実施形態にあっては、ポジ型レジストの場合を例に説明するが、本発明に係る露光装置にあっては、ネガ型レジストの場合にも適用することができ、その場合には、レジスト残膜をより厚く残したい所定領域に対して局所露光が施される。
【００３４】
続いて局所露光部２０の構成についてより詳しく説明する。図３は、この局所露光部２０の断面図である。図４は、局所露光部２０の主要部を基板幅方向から見た正面図である。
局所露光部２０は、基板Ｇに対し局所的な露光（ＵＶ光放射）を行うために設けられ、図１に示すように基板ステージ２の上方、且つ投影光学系１０に影響を与えない場所に配置される。
また、図３、図４に示すように局所露光部２０は、基板幅方向（Ｙ方向）に延びるライン状の光源２１を備え、この光源２１の下方を基板ステージ２上の基板Ｇが走査方向（Ｘ方向）移動されることとなる。
【００３５】
前記ライン状の光源２１は、所定波長（例えば、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６４ｎｍ）のいずれかに近い波長）のＵＶ光を発光する複数のＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌが回路基板２２上に配列されて構成されている。
例えば、図５（ａ）は、光源２１の回路基板２２を下方から見た平面図である。図５（ａ）に示すように、回路基板２２上には複数のＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌが３列に配列される。
【００３６】
ここで、図５（ａ）に示すように複数個（図では９個）のＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌが、一つの発光制御単位（発光制御グループＧＲ１〜ＧＲｎとする）となされる。このように複数個のＬＥＤ素子Ｌを発光制御単位とすることにより、発光素子間の発光照度のばらつきを抑制することができる。
また、１つの発光制御グループＧＲによる基板Ｇへの照射範囲は、投影光学系１０から基板Ｇに照射される円弧状の回折光ＬＴ１の照射範囲よりも大幅に小さいものとなされている。このため、前記円弧状の回折光ＬＴ１の照射範囲内において複数の発光制御グループＧＲの発光制御により局所的に露光量を調整することが可能となっている。
尚、より少ないＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌで光源２１を構成する場合には、図５（ｂ）のように走査方向（Ｘ方向）、及び基板幅方向（Ｙ方向）に素子Ｌが重なるように千鳥配置することが望ましい。
【００３７】
また、図３，図４に示すように、光源２１の下方には、光拡散板からなる光放射窓２３が設けられている。即ち、光源２１と被照射体である基板Ｇとの間に光放射窓２３が配置されている。
このように光拡散板からなる光放射窓２３が設けられることによって、光源２１から放射された光は、光放射窓２３によって適度に拡散されるため、隣接するＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌの光はライン状に繋がって下方に照射される。
また、図３に示すようにＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌの前後には、基板幅方向（Ｙ方向）に延びる光反射壁２４が設けられ、ＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌによる発光が効率よく光放射窓２３から下方に放射されるように構成されている。
【００３８】
また、光源２１を構成する各発光制御グループＧＲは、それぞれ発光駆動部２５（図３参照）により、独立してその発光駆動が制御される。更には、各発光制御グループＧＲ（のＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌ）に対し供給される順電流値はそれぞれ制御可能となされている。即ち、各発光制御グループＧＲのＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌは、発光駆動部２５によって、その供給電流に応じた発光の放射照度が可変となされている。
尚、前記発光駆動部２５は、コンピュータからなる制御部４０によって、その駆動が制御される。
【００３９】
また、図１に示すように基板ステージ２上の縁部には、光源２１から放射され、光放射窓２３を通過した光の照度（放射束）を検出するための照度センサ３０が設けられている。
この照度センサ３０は、信号の検出部が上方に臨む状態で配置され、その検出部の高さ位置が、基板Ｇ（レジスト膜）の上面の高さに一致するように調整されている。
ここで、基板ステージ２は、ＸＹの各軸方向に移動可能に設けられているため、照度センサ３０は、基板ステージ２の移動によって各発光制御グループＧＲのＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌの直下に移動することができる。そのため、照度センサ３０は、各発光制御グループＧＲのＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌから放射された光ＬＴ２を受光可能となされている。このように構成された照度センサ３０にあっては、各発光制御グループＧＲの発光照度を測定し、その発光制御グループＧＲ（のＬＥＤ素子Ｌ）に供給された電流値と発光照度との関係を得るために用いられる。
【００４０】
また、制御部４０は、光源２１を構成する各発光制御グループＧＲの輝度、即ち、各発光制御グループＧＲ（を構成するＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌ）に供給する電流値を所定のタイミングにおいて制御するための発光制御プログラムＰを所定の記録領域に有する。
この発光制御プログラムＰは、その実行時に用いるレシピのパラメータとして、基板Ｇの所定位置に対して放射すべき必要照度（発光制御グループＧＲに供給する電流値）、前記基板Ｇの所定位置に対し発光制御する発光制御グループＧＲを特定するための情報等が予め設定されている。
【００４１】
ここで、局所露光部２０を用いた準備工程について図６乃至図９を用いて説明する。この準備工程は、露光処理時に光を透過させるマスクパターン毎に、露光処理にかかるパラメータ（レシピと呼ぶ）を決定するために実施される。具体的には、図８に示すようなレシピテーブルＴ１における各パラメータを埋めるために実施される。尚、このレシピテーブルＴ１は、制御部４０に記憶され保持される。
また、この準備工程には、２種類のサンプリング基板（サンプリング対象１，２と呼ぶ）のうち、いずれかを用いる。先ず、サンプリング対象１は、レジスト塗布後にハーフ露光、及び現像処理が施された被処理基板である。一方、サンプリング対象２は、通常のフォトリソグラフィ工程により配線パターンが形成された被処理基板である。
【００４２】
図６に示すようにサンプリング対象１の場合、レジスト塗布後にハーフ露光及び現像処理が施された複数の被処理基板をサンプリングする（図６のステップＳｔ１）。
次いで、サンプリングした基板Ｇの面内におけるレジスト残膜厚を測定し（図６のステップＳｔ２）、図７に模式的に示すように減膜すべき所定エリアＡＲを複数の二次元座標値（ｘ、ｙ）により特定する（図６のステップＳｔ５）。
【００４３】
一方、図６に示すようにサンプリング対象２の場合、通常のフォトリソグラフィ工程により配線パターン形成された複数の被処理基板をサンプリングする（図６のステップＳｔ３）。
次いで、サンプリングした基板Ｇの面内における配線パターンの線幅、パターン間ピッチを測定し（図６のステップＳｔ４）、図７に模式的に示すように減膜すべき所定エリアＡＲを複数の二次元座標値（ｘ、ｙ）により特定する（図６のステップＳｔ５）。
【００４４】
所定エリアＡＲが特定されると、制御部４０は、図８のレシピテーブルＴ１に示すように、所定エリアＡＲにおける各座標値に対して必要な減膜厚（例えば、座標（ｘ１，ｙ１）の場合は１０００Å）を算出する（図６のステップＳｔ６）。更に、その減膜厚の値、及びレジスト種類等の諸条件に基づき、減膜のために照射すべき照度（座標（ｘ１，ｙ１）の場合は０．２ｍＪ／ｃｍ２）を算出する（図６のステップＳｔ７）。
【００４５】
また、制御部４０は、図８のレシピテーブルＴ１に示すように、所定エリアＡＲの各座標値に対して照射可能な発光制御グループＧＲをそれぞれ特定し（図６のステップＳｔ８）、その発光制御グループＧＲを所望の照度で発光させるために必要な順電流値を図９に示す相関テーブルＴ２から求める（図６のステップＳｔ９）。
この相関テーブルＴ２は、発光制御グループＧＲごとに測定された照度値と電流値との相関関係を示しており、制御部４０の記録エリアに記憶されている。
【００４６】
前記相関テーブルＴ２は、例えば、次のようにして定期的に更新される。
先ず、光源２１（光放射窓２３）が所定高さに設定された状態で、制御部４０からの制御信号により基板ステージ２が駆動され照度センサ３０が光放射窓２３の下方に移動される。ここで、光放射窓２３と照度センサ３０との距離は、光放射窓２３と基板Ｇ上面との距離に等しいため、照度センサ３０によって検出された照度が、基板Ｇに照射される照度となる。
【００４７】
そして、発光制御グループＧＲ毎に、定格電流範囲内で、光源２１の発光制御グループＧＲに供給する順電流値が増減され、その発光照度が照度センサ３０により検出され、照度と電流値との関係が図９の相関テーブルＴ２に記憶される。
このように図６のフローに沿って全てのパラメータが求められて図８のレシピテーブルＴ１に設定され、準備工程が完了する（図６のステップＳｔ１０）。
【００４８】
続いて、露光装置１による露光処理の一連の動作について、図１０（フロー）に沿って説明する。尚、本実施形態にあっては、Ｘ方向の走査（往路走査と呼ぶ）において図２に示すショット領域ＳＡ１，ＳＡ２の露光処理を行い、その後、基板ステージ２をＹ方向へ１ステップ移動させ、Ｘ方向の戻りの走査（復路走査と呼ぶ）においてショット領域ＳＡ３，ＳＡ４の露光処理を行うものとする。
【００４９】
先ず、露光装置１の基板ステージ２上にレジスト膜が形成された基板Ｇが載置されると（図１０のステップＳ１）、照明部５が露光光としての円弧状の光束をマスクＭに対し均一に照明開始する。マスクＭを透過した円弧状の回折光ＬＴ１は、台形ミラー１１、凹面ミラー１２、凸面ミラー１３、凹面ミラー１２、台形ミラー１１を順番に通過し、図２に示すように基板ステージ２上（基板Ｇの側方）に投影される（図１０のステップＳ２）。
【００５０】
また、基板ステージ２は、マスクステージ３と同期しながらＸ方向（図２の紙面左方向）に移動開始され（即ち往路走査が開始され）、それによりマスクＭに形成された回路パターンの形状に基板Ｇ上のレジスト膜（ショット領域ＳＡ１，ＳＡ２）が露光開始される（図１０のステップＳ３）。
また、制御部４０は、この往路走査において、局所的に露光をすべき基板Ｇ上の所定エリアが局所露光部２０の下方を通過するタイミングで（図１０のステップＳ４）、図１１に模式的に示すように光源２１を構成する発光制御グループＧＲ１〜ＧＲｎの発光制御を行う（図１０のステップＳ５）。
【００５１】
ここで、例えば、基板Ｇの所定エリアＡＲに発光照射する場合には、その上方に配置された発光制御グループＧＲｎ−１，ＧＲｎ−２の発光制御がなされ、所定エリアＡＲに対して直接的に光ＬＴ２が照射される。より具体的には、図１２のグラフ（発光制御グループＧＲｎ−１，ＧＲｎ−２ごとの時間経過に対する放射束（ワット）の大きさ）に示すように、光源下を基板Ｇの所定エリアＡＲが通過する間、放射束Ｗの大きさが変化するよう供給される順電流の制御が行われる。
このように、基板Ｇの所定エリアＡＲに単に照射されるだけでなく、エリアＡＲ内の局所において任意の照度での照射がなされる。
【００５２】
また、基板Ｇにおいて、他に局所的に露光すべきエリアが有る場合（図１０のステップＳ６）、そのエリアにおいて発光制御グループＧＲの発光制御がなされ、他にない場合は（図１０のステップＳ６）、その基板Ｇに対する局所露光処理が終了する。
また、マスクＭ及び投影光学系１０を通過した円弧状の回折光ＬＴ１による往路走査が終了すると（図１０のステップＳ７）、制御部４０は基板ステージ２をＹ方向にステップ移動させ、マスクステージ３と基板ステージ２とをＸ方向に同期しながらＸ方向（図２の紙面右方向）に移動開始させる。これにより復路走査が開始され、残るショット領域ＳＡ３，ＳＡ４の露光が順に開始される（図１０のステップＳ８）。
そして、前記復路走査が終了すると、制御部４０は、照明部５からの光束の投影を停止し、露光装置１における局所露光を含む露光処理が完了する（図１０のステップＳ９）。
【００５３】
以上のように、本発明に係る実施の形態によれば、露光装置１において、基板Ｇに形成されたレジスト膜に対し露光処理を行う際、マスクＭを介した回折光ＬＴ１による各ショット領域ＳＡ１〜ＳＡ４への露光処理に加え、局所露光部２０により任意の部位に対し局所的な露光処理が行われる。
即ち、基板上方に配置された局所露光部２０において、基板幅方向（Ｘ方向）にライン状に配置された複数のＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌにより複数の発光制御グループＧＲが形成され、その下方を移動される基板Ｇに対し、選択された発光制御グループＧＲが発光制御される。
これにより、膜厚をより薄くしたい任意の部位に対する局所的な露光処理を容易に行うことができ、予め設定された露光量（照度）により所望の膜厚に減膜することができる。
したがって、例えばハーフ露光処理においてレジスト膜に異なる膜厚（厚膜部と薄膜部）を持たせる場合であっても（即ち薄膜部のように薄い膜厚であっても）、現像処理後のレジスト膜厚を均一にし、配線パターンの線幅及びピッチのばらつきを抑制することができる。
また、露光量（照度）の設定にあっては、予め照度センサ３０を用いて全ての発光制御グループＧＲに対して測定を行い、その駆動電流値と照度との関係を相関テーブルとして保持することによって、高精度に露光量を調整することができる。
【００５４】
尚、前記実施の形態にあっては、図１に示すように、局所露光部２０を、走査方向（Ｘ軸方向）に沿って投影光学系１０の後方（図１の紙面左側）に配置した例を示したが、それに限らず、投影光学系１０における回折光の通過に影響しない位置であればよい。例えば、投影光学系１０の前方（凸面ミラー１３の直下付近）に配置した構成でも可能である。
或いは、投影光学系１０の前後にそれぞれ局所露光部２０を配置し、往路走査時と復路走査時とで、それぞれ駆動する局所露光部２０を切り替えるように制御してもよい。
【００５５】
また或いは、前記のように、局所露光部２０を、投影光学系１０に影響しないように配置するのではなく、局所露光部２０から放射された光をマスクＭに照射し、投影光学系１０を通過する回折光ＬＴ１に重畳させた上で露光する構成としてもよい。
その場合、例えば、図１３に示すように照明部５の後方（図１の紙面左側）に局所露光部２０を配置する構成が考えられる。
図１３に示す構成によれば、局所露光部２０から放射された光は、マスクＭを通過して投影光学系１０を介し基板Ｇを露光する。このため、マスクＭのパターン領域内で局所露光を行うことができ、露光の必要がない領域の化学反応を抑制し、局所露光の精度をより向上させることができる。
【００５６】
また、露光装置１において、図１のように局所露光部２０により基板Ｇに対し直接的に光照射する構成と、図１３のようにマスクＭに光照射して投影光学系１０を介し基板Ｇを照射する構成のいずれの場合であっても、局所露光部２０は一つに限らず複数配置してよい。例えば、図１のように局所露光部２０により基板Ｇに対し直接的に光照射する構成の場合、前記のように局所露光部２０を投影光学系１０の前後にそれぞれ配置してもよく、図１３のようにマスクＭに光照射して投影光学系１０を介し基板Ｇを照射する構成の場合、局所露光部２０を照明部５の前後にそれぞれ配置してもよい。
また、露光装置１内において局所露光部２０を配置する位置、及びその数は限定されるものではなく、各位置において１つ又は複数の局所露光部２０を配置してよい（例えば、各位置において複数の局所露光部２０を走査方向に沿って並列に連結するように配置する等）。
【００５７】
また、前記実施の形態においては、複数個のＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌからなる発光制御グループを発光制御単位とした例を示したが、それに限らず、各ＵＶ−ＬＥＤ素子Ｌを発光制御単位として、より細かく局所露光を行うようにしてもよい。
また、前記実施形態においては、ハーフ露光処理後のレジスト残膜厚を均一にする場合を例に説明したが、本発明に係る局所露光方法にあっては、ハーフ露光処理に限らず適用することができる。例えば、ハーフ露光処理ではなく通常の露光処理を行う場合であっても、発明に係る局所露光方法を適用することによって、レジスト残膜厚を面内均一とすることができる。
また、図６のステップＳｔ６、Ｓｔ７のように、必要な残膜厚に基づき必要な照度を求めることに限らず、現像処理後のパターン線幅を測定してパターン線幅と照度との相関データを求め、その相関データに基づきレシピテーブルを作成してもよい。
【００５８】
また、前記実施の形態においては、基板Ｇに形成されたレジスト膜の所定領域の膜厚から照射すべき照度を決定し、相関テーブルに基づき前記照度から駆動電流値を求めるものとした。しかしながら、そのような形態のみに限定するのではなく、前記所定領域における膜厚変動値（減膜厚値）と、その所定領域に照射した発光制御グループＧＲの駆動電流値との関係を図１４に示すような相関テーブルＴ３にデータベースとして蓄積しておき、それを利用してもよい。即ち、前記相関テーブルＴ３に基づき前記所定領域の膜厚変動値から直接、駆動電流値を決定し、前記駆動電流値により発光制御グループＧＲを発光させるようしてもよい。そのように相関テーブルＴ３を用いる場合には、パラメータとして照度を省くことができるため（即ち照度と駆動電流値との相関テーブルＴ２を利用しなくてよいため）、照度センサ３１を用いた照度測定による定期的な相関テーブルＴ２の更新作業を省くことができる。
【００５９】
また、前記実施の形態においては、原版としてマスクＭを用いるものとしたが、それに限らず原版としてレクチルなどを用いることもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１          露光装置
２          基板ステージ
３          マスクステージ（原版ステージ）
５          照明部（照明光学系）
１０        投影光学系
１１        台形ミラー
１２        凹面ミラー
１３        凸面ミラー
２０        局所露光部
３０        照度センサ（照度検出手段）
４０        制御部
Ｇ          ガラス基板（被処理基板）
Ｌ          ＵＶ−ＬＥＤ素子（発光素子）
ＬＴ１      回折光
ＬＴ２      光
Ｍ          マスク（原版）
ＧＲ        発光制御グループ
Ｔ１        レシピテーブル
Ｔ２        相関テーブル
Ｔ３        相関テーブル
【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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