JP2007012970A - レジストパターンの断面形状を制御することができる露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光性レジストを変更することなく、様々な断面形状を有するレジストパターンを形成することのできる露光装置、及び露光方法を提供する。
【解決手段】 基板上の感光性レジストに光を照射してレジストパターンを形成する露光装置であって、２以上の波長の光を出力することができる光源部と、光の強度を変更することができる光強度変更手段と、を備え、光強度変更手段により、感光性レジストに照射する２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することによって、レジストパターンの断面形状を制御することができる露光装置、及び露光方法を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レジストパターンを形成するため、光を基板上の感光性レジストに照射して回路パターンを露光させる露光装置、及び露光方法であって、特に、レジストパターンの断面形状を制御することができる露光装置、及び露光方法に関する。

近年、半導体回路の集積化や半導体のダウンサイジング化により、半導体の微細加工の要望が高まっている。その中で、回路基板の製造において、エッチングで残す部分やメッキを施さない部分のマスクとして用いるため、または、部品を実装して半田付けするときに半田が不要な部分を覆うために、基板上に所定の形状のレジストパターンを形成する技術が広く普及している。

このようなレジストパターンを形成する方法の１つとして、コーティング装置により、基板上に感光性レジストを塗布してレジスト膜を形成し、露光装置によって、レジスト膜に所望の回路パターンを露光し、その後、所定の後処理を行なってレジストパターンを形成する方法が用いられている。また、レジストパターンの中には、光の照射により硬化する光硬化レジストを用いたものや、露光された部分を現像処理して形成するフォトレジストを用いたもの等がある。

従って、レジストパターンの形状によって、基板上に形成される最終的な回路パターンの形状が決定されることになるので、微細な形状の回路基板を形成するためには、レジストパターンの断面形状も重要な要素となる。
一般的には、図１０（ａ）に示すように、レジストパターン４の断面形状は、基板面２に対して垂直に立ち上がったストレート形状（矩形形状）が好ましい。しかし、用途に応じては、図１０（ｂ）に示すような光の受光面に近い部分（上層部）が広がった逆テーパ形状（逆台形形状）の断面が求められる場合もあるし、逆に、図１０（ｃ）に示すような光の受光面から離れた部分（下層部）が広がったテーパ形状（台形形状）の断面が求められる場合もある。

様々な断面形状を有するレジストパターンを形成するため、従来では、各々の断面形状ごとに異なる組成の感光性レジストを製造し、各々の断面形状ごとに異なる感光性レジストを基板に塗布する必要があった。このため、感光性レジストについては、様々な種類の感光性レジストが開発されており、例えば、化合物の所定の波長に対する光の吸収度に注目して、より矩形に近い断面形状を有するレジストパターンを得るためのレジスト膜の製造方法も提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００５−３７７１２号

しかし、特許文献１に示された製造方法は、あくまで矩形の断面形状を得るためのものであり、その他の様々な断面形状を有するレジストパターンを得るためには、従来と同様に、各々の断面形状に応じた組成の感光性レジストを製造して用いる必要がある。
従って、異なる断面形状のレジストパターンが必要なときには、基板に塗布する感光性レジスト自体を変更する必要があるため、迅速に断面形状の変更に対応することは難しく、また、多くの種類の感光性レジストを準備する必要があるため、製造コストも高くなるという問題が生じる。

従って、本発明の目的は上述の問題を解決して、感光性レジスト変更することなく、様々な断面形状を有するレジストパターンを形成することができる露光装置、及び露光方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の露光装置の第１の実施態様は、レジストパターンを形成するため、基板上の感光性レジストに光を照射して回路パターンを露光させる露光装置であって、２以上の波長の光を出力することができる光源部と、光の強度を変更することができる光強度変更手段と、を備え、前記光強度変更手段により、前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することによって、前記レジストパターンの断面形状を制御することができることを特徴とする。

本実施態様では、「感光性レジスト」としてあらゆる感光性レジストを用いることができ、例えば、露光部分が硬化する光硬化レジスト、露光部分が現像液に不溶となるネガティブ型や露光部分が現像液に溶けるポジティブ型のあるフォトレジストが含まれる。また、感光性レジストには、液状のものとフィルム状のものがあるが、あらゆるものを用いることができる。液状の感光性レジストの場合には、スピンコータ、ローラコータ、スリットコータといったコーティング装置により予め基板上に塗布され、露光装置で露光が行なわれる。
また、光源部から感光性レジストに達する光路の途中に、回路パターンが描かれたレチクル等を挿入することによって、所望の回路パターンを感光性レジストに露光させることができる。

露光後の後処理によって形成された「レジストパターン」は、例えば、エッチングで残す部分のマスクとして用いるエッチングレジストや、メッキをしない部分のマスクとして用いるメッキレジストや、部品を実装して半田付けをするときに、半田が不溶な部分を覆うためのソルダーレジストとして用いることができる。

「２以上の波長の光」は、Ｘ線域、紫外線域、可視域、赤外域を含むあらゆる波長域の光が含まれる。また、２以上の波長の光を出力する「光源部」は、１つの光源で構成することもできるし、波長ごと、または波長帯域ごとに２以上の光源を備えることも考えられる。
「光強度変更手段」は、光の強度を増大させるように変更することもできるし、光の強度を減少させるように変更することもできる。また、全ての波長の光の強度を変更することもできるし、一部の波長の光の強度だけを変更することもできる。

光の強度を様々に変化させた露光試験を繰り返して行ない、２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更して、その光を感光性レジストに照射することによって、同一の感光性レジストを用いながら、レジストパターンの断面形状を所望の形状に変更することができることを知見した。

本実施態様によれば、感光性レジストを変更することなく、様々な断面形状を有するレジストパターンを形成することができるので、レジストパターンの断面形状の変更に迅速に対処でき、また、レジストパターンを形成するコストを低減することができる。

本発明の露光装置のその他の実施態様は、前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、短波長側にある光の強度を減少させることによって、前記感光性レジストの受光面に近い部分（上層部）の断面を小さく、前記感光性レジストの受光面から離れた部分（下層部）の断面を大きくする断面形状の制御を行なうことを特徴とする。

本実施態様は、感光性レジストに照射する２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することによって、レジストパターンの断面形状を制御する具体的な実施態様の１つである。本実施態様によれば、例えば、感光性レジストを変更することなく、レジストパターンの逆テーパ形状の断面を、ストレート形状に変更し、更に、テーパ形状に変更することができる。

本発明の露光装置のその他の実施態様は、前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、長波長側にある光の強度を減少させることによって、前記感光性レジストの光の受光面に近い部分（上層部）の断面を大きく、前記感光性レジストの光の受光面から離れた部分（下層部）の断面を小さくする断面形状の制御を行なうことを特徴とする。

本実施態様は、感光性レジストに照射する２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することによって、レジストパターンの断面形状を制御する具体的な実施態様の１つである。本実施態様によれば、例えば、感光性レジストを変更することなく、レジストパターンのテーパ形状の断面を、ストレート形状に変更し、更に、逆テーパ形状に変更することができる。

本発明の露光装置のその他の実施態様は、前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更し、更に、前記感光性レジストに照射する光の強度を一律に減少させることを特徴とする。

本実施態様は、感光性レジストに照射する２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することによって、レジストパターンの断面形状を制御する具体的な実施態様の１つである。本実施態様によれば、感光性レジストを変更することなく、テーパ形状や逆テーパ形状の断面を、ストレート形状に変更することができ、更に、基板との密着部分の断面を若干大きくすることによって、基板との密着力を増強させることができる。従って、所望の断面形状を有し、かつ基板と強く密着したレジストパターンを形成することができる。

本発明の露光装置のその他の実施態様は、前記光源部が各々の波長の光に対応した２以上の光源を備え、前記光源の出力を変更することによって前記光強度変更手段の機能を果たして、前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することを特徴とする。

本実施態様によれば、光源部の制御により、各光源が出力する光の強度を増大させる変更も、光の強度を減少させる変更も可能であるという特徴を有する。光の強度を変更する具体的な方法は、例えば光源にインプットするエネルギ量(例えば電力)を増減させて、光源の出力を増減させることが考えられるし、光源に光フィルタを備えて、発生した光の強さを光フィルタで減衰させることも考えられる。

本発明の露光装置のその他の実施態様は、前記光強度変更手段が光の強度を減衰させる光フィルタを備え、前記光フィルタにより前記光源部から出力された光の強度を減衰させることによって、前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することを特徴とする。

本実施態様によれば、光源部で出力された各波長の光の強度を、光フィルタで減衰することによって、光の強度を減少させるように変更することができる。本実施態様では、２以上の波長の光を出力する１つの光源を用いればよく、光源の構造をシンプルにすることができる。本実施態様に用いられる光フィルタは、あらゆる種類の光フィルタを用いることが可能であり、ある特定の波長の光を減衰させる光フィルタを用いることも可能であるし、全波長域の光を減衰させる光フィルタを用いることもできる。また、上述の光源部の出力を変化させて光の強度を変更する方法と組み合わせて、更に広い範囲で光の強度を増減させることもできる。

光の強度を所望の値に変更するための１つの手段は、減衰率の異なる複数の光フィルタを準備し、最適な光フィルタに交換することが考えられる。また、例えば、光フィルタの入射角を変えたり、光フィルタの温度を変えたり、光フィルタに電気を加えたりすることによって光フィルタの減衰率を変更することにより、所望の光の強度を得ることも考えられる。

本発明の露光装置のその他の実施態様は、前記光フィルタの光の入射角を変更することによって、前記光フィルタの減衰率を変更することを特徴とする。

ここで、光フィルタの「入射角」とは、光フィルタの入射面の法線に対してなす角度度をいい、光フィルタの入射面に対して垂直に光が入射する場合、入射角が０度となる。
本実施態様は、光フィルタの減衰率を変更する１つの実施態様であり、シンプルな構造で正確に減衰率を変化させることができる。

フィルタの入射角を変更する１つの方法は、光フィルタを回転させる機構を備えて、光フィルタの入射面を、入射角０度の方向に対して所定の角度だけ傾けることが考えられる。光フィルタを回転させる機構としては、回転継ぎ手を介してフレームに接続された光フィルタに、油圧、空圧、電動シリンダ等のアクチュエータを接続して、回転させることが考えられる。また、アクチュエータを備えずに、手動で回転させることも考えられる。
本実施態様によれば、光フィルタを交換することなく、１つの光フィルタを用いて、所望の光の強さに変更することができるという利点を有する。

本発明の露光装置のその他の実施態様は、前記異なる２以上の波長の光が、ｉ線（波長：３６５ｎｍ）と、ｈ線（波長：４０５ｎｍ）と、ｇ線（波長：４３６ｎｍ）とを含むことを特徴とする。

本実施態様では、ｉ線、ｈ線、ｇ線だけを含む光を用いることもできるし、更に、Ｋｒエキシマ（２４８ｎｍ）、Ａｒエキシマ（１９３ｎｍ）、Ｘ線（０．７１ｎｍ）を始めとするそのその他の波長の光を含む光を用いることもできる。

本発明の露光方法の１つの実施態様は、レジストパターンを形成するため、基板上の感光性レジストに光を照射して回路パターンを露光させる方法であって、２以上の波長の光を出力する工程１と、前記工程１で出力された前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更する工程２と、前記工程２が行なわれた光を基板上の感光性レジストに照射する工程３と、を含み、前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することによって、前記レジストパターンの断面形状を制御することができることを特徴とする。

本実施態様によれば、感光性レジストを変更することなく、様々な断面形状を有するレジストパターンを形成することができるので、レジストパターンの断面形状の変更に迅速に対処でき、また、レジストパターンを形成するコストを低減することができる。

本発明のレジストパターンの断面形状を制御することができる露光装置、及び露光方法によれば、感光性レジストを変更することなく、様々な断面形状を有するレジストパターンを形成することができるので、レジストパターンの断面形状の変更に迅速に対処でき、また、レジストパターンを形成するコストを低減することができる。

また、光源の出力を変化させたり、光フィルタで光の強度を減衰させたりすることによって、シンプルな構造で確実に、２以上の波長の光のうち少なくとも１の波長の光の強度を変更することができる。

本発明のレジストパターンの断面形状を制御する露光装置及び露光方法の実施形態について、以下に図面を用いながら詳細に説明する。まず、本発明に係るレジストパターンの断面形状を制御する方法について説明する。

（レジストパターンの断面形状の制御方法の説明）
本発明に係るレジストパターンの断面形状を制御する方法を、図１〜図４に示す実施形態を用いて説明する。

図１は、光源から出力された光の強度を変更せずに、そのまま基板上の感光性レジストに照射してレジストパターンを形成した場合を示し、図１（ａ）には、基板へ照射する光の波長−光強度特性を示し、図１（ｂ）には、得られたレジストパターンの断面形状を示す。また、図２〜図４は、光源から出力された光の強度を所定値に変更して、基板上の感光性レジストに照射してレジストパターンを形成した場合を示し、図２〜４（ａ）には、光の波長−光強度特性を示し、図２〜４（ｂ）には、得られたレジストパターンの断面形状を示す。
なお、これらの実施形態では、感光性レジストとして光硬化レジストを用いおり、コーティング装置によって予め基板に塗布されている。また、塗布されたレジスト膜の厚みは、１０〜３０μである。

図１〜図４の実施形態における光源からの出力光は、図１（ａ）に示すような標準分光特性を有する。図１（ａ）から明らかなとおり、光源からの出力光は、波長が３６５ｎｍのｉ線、４０５ｎｍのｈ線、４３６ｎｍのｇ線から構成されている。なお、ｉ線は紫外域に存在し、ｈ線、ｇ線は可視域に存在する。

図１（ｂ）には、図１（ａ）に示す標準分光特性を有する光を、そのまま基板上の感光性レジストに照射して、レジストパターンを形成したところを示している。図１（ｂ）から明らかなとおり、この実施形態では、形成されたレジストパターンの断面形状が、感光性レジストの光の受光面に近い部分（上層部）の断面が大きく、感光性レジストの光の受光面から遠い部分（下層部）の断面が小さい、いわゆる逆テーパ形状（逆台形形状）になっている。

次に、図２では、この逆テーパ状となっているレジストパターンの断面形状を、ストレート形状（矩形形状）に変更する制御を行なう実施形態を示している。図２（ａ）は、光源から出力された標準分光特性の光（図１（ａ）参照）に対して、どのような光強度の変更を行なったかを示している。（図の点線で示された部分は、光強度の変更を行なう前の状態を示す。）図から明らかなとおり、長波長側のｇ線の光強度は変更せず、短波長側のｉ線及びｈ線の光強度を減少させている。

以上のように光強度が変更された光を基板上の感光性レジストに照射することによって、図２（ｂ）に示すような断面形状を有するレジストパターンを形成することができる。つまり、短波長側のｉ線及びｈ線の光強度を減少させることによって、感光性レジストの上層部の断面を小さくし、感光性レジストの下層部の断面を大きくする制御ができるので、適切な光強度の調整により、図２（ｂ）に示すようなほぼストレートな形状（矩形形状）の断面を有するレジストパターンを形成することができる。

次に、図３では、短波長側のｉ線及びｈ線の光強度を、図２に示す実施形態に比べて、更に減少させる制御を行なった場合の実施形態を示している。図３（ａ）は、長波長側のｇ線の光強度は変更せず、短波長側のｉ線及びｈ線の光強度を、図２（ａ）の実施形態に比べて、更に減少させていることを示している。

このように光強度を変更された光を基板上の感光性レジストに照射することによって、図２の実施形態に比べて、感光性レジストの上層部の断面を更に小さくし、感光性レジストの下層部の断面を更に大きくすることができるので、結果として、図３（ｂ）に示すようなテーパ形状（台形形状）の断面を有するレジストパターンを形成することができる。
以上のように、従来であれば、レジストパターンの断面形状を変更するには、感光性レジスト自体を変更する必要があったが、本発明に係るレジストパターンの断面形状の制御方法によれば、同一の感光性レジストを用いて、所望の断面形状を有するレジストパターンを形成することができる。

次に、図４には、短波長側のｉ線及びｈ線の光強度を、図２の実施形態と同様に減少させ、更に、感光性レジストに照射する光の強度を一様に減少させる変更を行なった場合の実施形態を示す。図４（ａ）に示すように、長波長側のｇ線に比べて、短波長側のｉ線及びｈ線の光強度がより大きく減少しており、更に、全体の光強度も一律減少していることがわかる。

このように光強度が変更された光を基板上の感光性レジストに照射することによって、図４（ｂ）に示すような断面形状のレジストパターンを形成することができる。得られた断面形状は、図２の実施形態と同様に、ほぼストレートな形状（矩形形状）を有しているが、基板との接触面となる感光性レジストの最下層部において、断面が若干大きくなっている。従って、ストレートな断面形状を有し、更に、基板との密着力の強いレジストパターンを形成することができる。

以上にように、標準分光特性を有する光の長波長側の光の強度を減少させる制御を行なうことによって、形成するレジストパターンの断面形状について、逆テーパ形状（図１（ｂ）参照）の断面を、ストレート形状（図２（ｂ）参照）に変更し、更に、テーパ形状（図３（ｂ）参照）に変更する制御を行なうことができる。また、更に、基板に照射する光の強度を一律減少させることによって、感光性レジストと基板との間の密着力を高める断面形状（図４（ｂ）参照）を形成する制御を行なうこともできる。

なお、一般的には、微細な回路パターンを得るためには、ストレート形状（矩形形状）の断面を有するレジストパターンが求められることが多いが、用途に応じて、逆テーパ形状（逆台形形状）やテーパ形状（台形形状）の断面を有するレジストパターンが望まれる場合もあり、感光性レジストを変更することなく、所望の断面形状のレジストパターンを形成することができることは大きな利点となる。

また、本発明に係るレジストパターンの断面形状の制御方法によれば、上述と逆の制御を行なうこともできる。例えば、図１（ａ）に示す標準分光特性の光を、ある組成の感光性レジストに照射したときに、テーパ形状（台形形状）の断面を有するレジストパターンが形成される場合がある。

この場合、長波長側のｈ線及びｇ線の光強度を減少させる変更を行なうことによって、感光性レジストの上層部の断面を大きくし、感光性レジストの下層部の断面を小さくして、ストレート形状（矩形形状）の断面や、逆テーパ形状（逆台形形状）の断面を有するレジストパターンを形成する制御を行なうことができる。更に、基板に照射する光の強度を一律減少させることによって、感光性レジストと基板との間の密着力を高める断面形状を得る制御を行なうこともできる。

また、上述の実施形態では、ｉ線，ｈ線、ｇ線から構成される光を用いて説明したが、本発明に係るレジストパターンの断面形状を制御する方法においては、その他のあらゆる種類の光を用いることが可能である。紫外域の光であっても、例えば、更に波長の短い波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマ線や、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマ線を用いることもできるし、紫外域よりも波長の短いＸ線を用いることもできる。なお、一般的に、波長の短い光を用いる方が高解像度が得られるため、より精密な加工に適しているといえる。

また、図２及び図３に示す実施形態では、２つの波長の光を減少させているが、１つの波長の光のみを減少させることもできる。また、長波長側または短波長側の光の強度を減少させる方法だけでなく、中央波長域の光の強度を減少させることも可能であり、任意の波長の光の強度を任意に減少させることが可能である。また、光の強度を減少させるのではなく、逆に増大するような制御を行なうことによっても、同様の効果を得ることができる。

（本発明に係る光強度変更手段の説明）
次に、上述のレジストパターンの断面形状の制御を実現するため、光の強度を変更する手段について、以下に詳細に説明する。

＜光源部で変更する光強度変更手段＞
図５には、光源部６で光の強度を変更する光強度変更手段の実施形態の構造を模式的に示している。本実施形態では、光源部６が、ｉ線を出力する光源６ａと、ｈ線を出力する光源６ｂと、ｇ線を出力する光源６ｃとを備えている。そして、各々の光源６ａ、６ｂ、６ｃが、任意にその出力（光の強度）を変更することができるようになっている。
出力を変更する方法としては、光源にインプットするエネルギ量（例えば電力）を増減させることによって、出力を増減させることが考えられる。また、光源に光フィルタを設置して、光フィルタで出力を減衰させて出力を変更することも考えられる。更に、出力可変の光源と光フィルタとを組み合わせて、更に大きな範囲で出力を増減させることも考えられる。

＜光フィルタによる光強度変更手段＞
図６は、光源部としてｉ線、ｈ線、ｇ線を出力する１つの光源６を備え、これに、ｉ線を減衰させる光フィルタ１０ａと、ｈ線を減衰させる光フィルタ１０ｂと、ｇ線を減衰させる光フィルタ１０ｃとを備えた光強度変更手段１０の実施形態の構造を模式的に示している。各光フィルタ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、光の進行方向に対して直列方向（重ね合せ方向）に設置されている。本実施形態で用いられる光フィルタとしては、誘電体光学フィルタ群のバンドパスフィルタが用いられているが、その他のあらゆる光フィルタを用いることができる。

図７には、本実施形態で用いる光フィルタの特性の一例を示しており、ｈ線に用いる光フィルタ１０ｂを例にとっている。図７に示すように、この光フィルタ１０ｂは、波長−減衰率特性において、比較的なだらかな立ち上がりカーブを有している。つまり、半値幅の比較的大きな光フィルタである。

図７（ａ）では、波長４０５ｎｍにおいて、異なる立ち上がりカーブを有する３種類の光フィルタを用いることによって、光強度の減衰率を変更する実施形態が示されている。ここでは、立ち上がりカーブの異なる３種類の光フィルタ１０ｂによって、ｈ線の出力を、７０％、５０％、３０％に減衰させている。
一方、図７（ｂ）では、同じたち上がりカーブを有するが、中心波長が異なる３種類の光フィルタを用いて、光強度の減衰率を変更する実施形態が示されている。ここでは、同じたち上がりカーブを有するが中心波長が異なる３種類の光フィルタ１０ｂによって、ｈ線の出力を、７０％、５０％、３０％に減衰させている。

本実施形態では、ｉ線、ｈ線、ｇ線において、所望の減衰率を有する光フィルタに取り替えることによって、所望の断面形状を有するレジストパターンを形成することができる。もちろん、光の強度を減衰させる必要がない場合には、光フィルタを取り付ける必要はない。
また、感光性レジストを照射する光の強度を一律減衰させる場合には、全ての波長域で一定の減衰率を有する光フィルタを用いることによって実現する。例えば、ＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを用いることができるし、その他様々な光フィルタを用いることができる。

＜減衰率が可変な光フィルタによる光強度変更手段＞
図８には、光フィルタを交換することなく、１つの光フィルタを用いて、光の強度の減衰率を変更することができる光強度変更手段の実施形態を示す。ここでは、同様に、ｈ線に対応する光フィルタ１０ｂを例に取って説明する。図８（ａ）には、本実施形態の光フィルタの減衰率を変更させる機構を模式的に示し、図８（ｂ）には、この機構により減衰率が変化した光フィルタの波長−減衰率特性を示す。

図８（ａ）に示すように、光フィルタ１０ｂの下部は、回転継ぎ手を介してフレームに接続されており、回転可能な状態になっている。また、光フィルタ１０ｂの下部には、アーム１２も取り付けられており、このアーム１２の先端は、アクチュエータ１４のロッド部分が接続されている。従って、アクチュエータ１４が伸縮することによって、光フィルタ１０ｂが図示のように回転することができ、光源からの光の入射角を、−α度から＋α度まで変更することができる。なお、ここでいう入射角とは、光フィルタの入射面の法線に対してなす角度をいう。
本実施形態で用いるアクチュエータとしては、例えば、空圧シリンダ、油圧シリンダ、電動シリンダ等を用いることができる。ただし、アクチュエータを備えずに、手動で光フィルタ１０ｂを回転させて、光の入射角を変更することも考えられる。

次に、図８（ｂ）は、各々の入射角における光フィルタ１０ｂの特性を示す波長−減衰率特性図である。ここでは、ｈ線に用いる光フィルタ１０ｂの例を示しており、入射角が−α度の場合、０度の場合、及び＋α度の場合の３種類の波長−減衰率特性を示している。
図８（ｂ）から明らかなように、光フィルタを回転させて、光フィルタの入射角をマイナスの角度から、プラスの角度へ変化させることによって、光フィルタ１０ｂの特性曲線の形は変えずに、中心波長が短波長側から長波長側へ平行にシフトすることがわかる。

従って、ｈ線の光強度は、入射角が−α度のときには７０％に減衰され、入射角が０度のときには５０％に減衰され、入射角が＋α度のときには３０％に減衰されることになり、ｈ線の光強度の減衰率を、同一の光フィルタを用いながら変更することができる。

上述の説明はｈ線に対応する光フィルタ１０ｂについて行なったが、本実施形態の光強度変更手段には、ｉ線、ｈ線、ｇ線のそれぞれに対応した各光フィルタ１０ａ、１０ｂ、１０ｃが、回転可能な状態でフレームに取り付けられている。そして、各光フィルタはアクチュエータ１４と接続され、このアクチュエータ１４の伸縮によって、光フィルタの光の入射角を変更できるようになっている。

（レジストパターンの断面形状を制御する露光装置の説明）
次に、図９を用いて、本発明のレジストパターンの断面形状を制御することのできる露光装置の実施形態について説明する。図９は、本発明の露光装置１の概要を示す斜視図である。

図９を用いて、光が進む順番に各構成機器の説明を行なう。まず、光源部として、ｉ線、ｈ線、ｇ線から構成される光を出力する光源６が、露出装置１の上部に設置されている。この光源６としては、本実施形態では超高圧水銀ランプを用いているが、その他様々な光源を用いることができる。そして、出力された光は、ミラー２０で進行方向を９０度変更され、光強度変更手段１０へ達する。本実施形態では、光フィルタが用いた光強度変更手段１０が設置されている。

光強度変更手段１０は、ｉ線を減衰させる光フィルタ１０ａと、ｈ線を減衰させる光フィルタ１０ｂと、ｇ線を減衰させる光フィルタ１０ｃとから構成され、各光フィルタ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、光の進行方向に対して直列に配置されている。各光フィルタとして、バンドパスフィルタが用いられている。

本実施形態の光強度変更手段１０では、所望の光の減衰率を得るために、光フィルタの交換をする必要があるが、光フィルタの交換が容易にできるような構造を有している。なお、光フィルタを回転させて光の入射角を変更することにより減衰率を変更する機構を、更に備えることもできる。

光は、光強度変更手段１０を通過する間に、ｉ線、ｈ線、ｇ線のうち所定の光の強度が変更されて、レクチル２２へ進む。レクチル２２には露光する回路パターンが描かれている。そして、レクチル２２を通過した光は、投影レンズ２４を通過する間に約１／５に縮小されて、基板２上の感光性レジスト４を照射し、回路パターンの露光を行なう。
１つの露光が終わると、基板２を載せたステージ２６を移動させて、次の露光を行ない、この処理を繰り返すことによって、基板２上に多数の回路パターンの露光を行なうことができる。その後、所定の後処理を行なうことによって、基板２上にレジストパターンを形成することができる。

以上のようにして、本実施形態の露光装置においては、光強度変更手段１０により、ｉ線、ｈ線、ｇ線のうち所定の光の強度を変更することによって、所望の断面形状のレジストパターンを形成することができる。

（本発明の露光装置のその他の形態の説明）
上述の露光装置では、光源部として、２以上の波長の光を出力する光源を用いているが、光源部が各々の波長に対応する２以上の光源を備えて、各々の光源の出力を変えることによって、光強度変更手段の機能を果たすこともできる。また、このような２以上の光源を備えて光強度変更手段の機能を果たす光源部と、光フィルタによる光強度変更手段を併用して、更に大きな範囲の減衰率の変更を行なうこともできる。また、光の強度を変更できる手段であれば、その他のあらゆる装置、機構を用いることができる。

なお、本発明のレジストパターンの断面形状を制御する露光装置及び露光方法は、上述の実施形態だけでなく、その他の様々な実施形態が含まれる。

（ａ）は、標準分光特性を有する光の波長−光強度特性を示す図であり、（ｂ）は、この光を感光性レジストに照射して得られたレジストパターンの断面形状（逆テーパ形状）を示す図である。 （ａ）は、標準分光特性に対してｉ線、ｈ線の強度を減少させた光の波長−光強度特性を示す図であり、（ｂ）は、この光を感光性レジストに照射して得られたレジストパターンの断面形状（矩形形状）を示す図である。 （ａ）は、標準分光特性に対してｉ線、ｈ線の強度を更に減少させた光の波長−光強度特性を示す図であり、（ｂ）は、この光を感光性レジストに照射して得られたレジストパターンの断面形状（テーパ形状）を示す図である。 （ａ）は、標準分光特性に対してｉ線、ｈ線の強度を減少させ、かつ光の強度を一律減少させた光の波長−光強度特性を示す図であり、（ｂ）は、この光を感光性レジストに照射して得られたレジストパターンの断面形状を示す図である。 ｉ線、ｈ線、ｇ線をそれぞれ出力する３つの光源を備えた光源部を模式的に示した図である。 １つの光源を有する光源部と、ｉ線、ｈ線、ｇ線の光強度をそれぞれ減衰させる３つの光フィルタを備えた光強度変更手段を模式的に示す図である。 光フィルタによる光強度の減衰率を示す波長−減衰率特性図である。 光フィルタの入射角を変更することのできる光強度変更手段を示す図であり、（ａ）は、その構造を模式的に示す図であり、（ｂ）は、入射角による減衰率の変化を示す波長−減衰率特性図である。 本発明の露光装置の１つの実施形態を示す斜視図である。 従来のレジストパターンの断面形状を示す図である。

符号の説明

１ 露光装置
２ 基板
４ レジストパターン
６ 光源、光源部
６ａ 光源
６ｂ 光源
６ｃ 光源
８ 合波器
１０ 光強度変更手段
１０ａ 光フィルタ
１０ｂ 光フィルタ
１０ｃ 光フィルタ
１２ アーム
１４ アクチュエータ
２０ ミラー
２２ レクチル
２４ 投影レンズ
２６ ステージ

Claims (9)

1. レジストパターンを形成するため、基板上の感光性レジストに光を照射して回路パターンを露光させる露光装置であって、
   ２以上の波長の光を出力することができる光源部と、
   光の強度を変更することができる光強度変更手段と、
   を備え、
   前記光強度変更手段により、前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することによって、前記レジストパターンの断面形状を制御することができることを特徴とする露光装置。
2. 前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、短波長側にある光の強度を減少させることによって、前記感光性レジストの受光面に近い部分（上層部）の断面を小さく、前記感光性レジストの受光面から離れた部分（下層部）の断面を大きくする断面形状の制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、長波長側にある光の強度を減少させることによって、前記感光性レジストの光の受光面に近い部分（上層部）の断面を大きく、前記感光性レジストの光の受光面から離れた部分（下層部）の断面を小さくする断面形状の制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更し、更に、前記感光性レジストに照射する光の強度を一律に減少させることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の露光装置。
5. 前記光源部が各々の波長の光に対応した２以上の光源を備え、前記光源の出力を変更することによって前記光強度変更手段の機能を果たして、前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の露光装置。
6. 前記光強度変更手段が光の強度を減衰させる光フィルタを備え、前記光フィルタにより前記光源部から出力された光の強度を減衰させることによって、前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の露光装置。
7. 前記光フィルタの光の入射角を変更することによって、前記光フィルタの減衰率を変更することを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
8. 前記異なる２以上の波長の光が、ｉ線（波長：３６５ｎｍ）と、ｈ線（波長：４０５ｎｍ）と、ｇ線（波長：４３６ｎｍ）とを含むことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の露光装置。
9. レジストパターンを形成するため、基板上の感光性レジストに光を照射して回路パターンを露光させる方法であって、
   ２以上の波長の光を出力する工程１と、
   前記工程１で出力された前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更する工程２と、
   前記工程２が行なわれた光を基板上の感光性レジストに照射する工程３と、
   を含み、
   前記感光性レジストに照射する前記２以上の波長の光のうち、少なくとも１の波長の光の強度を変更することによって、前記レジストパターンの断面形状を制御することができることを特徴とする露光方法。

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