JPH0470754A - 露光方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ＩＣ，ＬＳＩ等の製造における露光方法およ
び装置に関する。

［従来の技術］ ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デバイスを製造する際、ウェハ
上に回路パターンを形成する段階において利用されるレ
ジストとして現在様々な感光材料か提供されている。近
年特にチーブＵＶ領域のレジストとして注目されている
化学増幅系感光材は、その特徴である高感度性により利
用の拡大が予想される。

一方、化学増幅系感光材をレジストとして塗布したウェ
ハに対して、縮小投影露光装置（ステッパ）を用いて、
第５図のフローチャートで示すように、一定の露光エネ
ルギにより露光を行なった場合、露光開始位置（第１シ
ョット）から露光終了位置（最終ショット）までの各位
置におけるレジストの反応の進行度に差がでる。これは
第１ショットから最終ショットまての時間経過によって
、露光後の経過時間がそれぞれのショットことに異なっ
ているからである。この状態でＦＥＢおよび現像を行な
った場合、化学増幅系感光材の感度は露光後時間経過と
ともに減少していくため、露光後の経過時間の差異はレ
ジスト像のパターン寸法およびプロファイルの不均一性
として現れる。したがって、前記の露光において均一な
レジスト像を得るためには、露光完了後ＰＥＢ　（露光
後ベーキング）までの経過時間に対して非常に慎重な配
慮が必要とされる。すなわち、化学増幅系感光材は露光
後、ＦＥＢまでの放置時間によって感度が変わるという
性質をもフている。

［発明が解決しようとする課題］ 今後さらに展開されてい＜ＬＳＩの高集積化、素子の微
細化に対応じていくために、縮小露光装置の光源として
より波長の短いものが採用される傾向にある。一方、現
在光波として主流となっているｇ線の次の候補として考
えられているのかｉ線あるいはエキシマレーザであるか
、これらのより波長の短い光源に適応するフォトレジス
トとして最も有望なものが化学増幅系感光材である。し
かしながら、上記従来例では露光後時間経過とともに変
化する化学増幅系感光材の感度のために現像後のレジス
ト像におけるパターン寸法およびフロファイルが不均一
になる欠点があった。このことは、ｉ線あるいはエキシ
マレーザを光源として採用する目的と大きく矛盾する。

本発明は、上記従来例における問題点に鑑みてなされた
もので、化学増幅系感光材のように露光後の経過時間に
よって感度が左右される感光材を用いてステップアンド
リピート露光を行なフた場合にも全ショットに対して最
良の露光条件を与え、もって容易かつ低コストに製造ラ
インの効率化が可能な露光方法および装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明では、被露光体をス
テップ送りしながら複数のショットに順次露光を行なう
際、露光開始位置（第１ショット）から（露光終了位置
（最軽ショット）に至る各ショットの露光エネルギーを
露光してからＦＥＢまたは現像など所定の露光後処理を
行なうまでの時間に応じて順次変化させるようにしたこ
とを特徴としている。

［作用］ 化学増幅系感光材も含め半導体デバイスの製造において
レジストとして用いられるほとんどの感光材は、′ｓ２
図ａに示すように、露光エネルギーによって現像後のレ
ジスト像におけるパターンの寸法あるいはプロファイル
を制御することができる。化学増幅系感光材を上記レジ
ストとして用いた場合には、第２図すに示すように、露
光からＰＥＢまでの経過時間に応じて現像後のレジスト
像におけるパターン寸法あるいはプロファイルか変化す
る。したがって、露光前に露光後ＦＥＢまでの経過時間
が確定される場合、上記露光エネルギーによる制御によ
って上記経過時間による変化を補正することができる。

本発明では、化学増幅系感光材のように感度か感光後の
経過時間に影響される感光材をレジストとして塗布した
ウェハに対して、縮小投影露光装置等のステップアンド
リピート式露光装置により順次行なわれる露光に関して
上記補正を取り入れることにより化学増幅系感光材の感
度によるレジスト像の均一性の低下を防ぐことができる
。

［実施例］ 第１図は、本発明に一実施例に係る縮小投影露光装置に
おける露光の手順の流れを示す。この露光装置は、公知
の縮小投影露光装置に対してその制御系のプログラムを
変更することによフて露光の手順のみを変更したもので
ある。

マス、露光の対象・どなるウェハについて最終ショット
終了からＦＥＢが実施されるまでの経過時間（１）を確
定する（手順［１コ）。続いて、手順［１］で得た時間
ｔに基づいてウェハ上の第１番目の露光位置（第３図２
１）から最終露光位置（第３図Ｐ。）までの各露光位置
における露光エネルギー（Ｅｌ　、　　Ｅ２　、　Ｅ３
　、・・・・・・Ｆｏ）を算出する（［手順２］）。次
に、第１番目の露光位置ヘウエハを移動しく［手順３］
）、手順［２コで算出した現在の位置に対する露光エネ
ルギーをも）て露光を行ない（手順［４］）、最終露光
位置に対する露光が終了したかどうかを判断する（［手
順５コ）。未終了の場合（Ｎｏ）には次の露光位置へク
エへを移動した（手順［６］）後で手順［４］へ戻る。

以下、手順［５］の判断において終了（Ｙｅｓ）となる
まで上記の手順［４］　　［５］および［６コを繰り返
す。

第２図（ａ）は、露光エネルギと露光されたパターンの
現像後の寸法との関係を示すグラフである。第２図（ｂ
）は露光後の経過時間と露光されたパターンの現像後の
寸法との関係を示すグラフである。これらの関係は主に
化学増幅系感光材の種類、塗布条件、現像条件等から決
定されるので露光に先立って知ることができる。したが
って、上記手順［２］において上記時間ｔに基づいてウ
ェハ全面において均一なレジスト像を得ることができる
露光エネルギを算出することができる。

第４図（ａ）は１台の縮小投影露光装置４１と１台の現
像システム４２との間を自動搬送手段４３で結合した製
造ラインを示す。このような構成においては、上記手順
［２コにおける時間ｔは搬送時間によって決定される。

縮小投影露光装置における露光エネルギの制御は、照射
時間あるいはセンサによる計測値に基づいて行なわれる
ものであり、上記露光寸法の実現においては装置の構成
の変更および性能の向上などを必要としていない。

［他の実施例コ 第４図（ｂ）に複数の縮小投影露光装置４１−１４１−
２．・・・・と複数の現像システム４２〜１．４２−２
．・・・・を自動搬送手段４３で結合し、各装置相互の
あるいは各装置と制御システム４４との間のデータ通信
を可能にする通信手段４５を設けた製造ラインの構成を
示す。このような構成においては、前記実施例の手順［
２コにおける時間ｔは通信手段４５を介して収集した他
の装置の状態から、あるいは制御システム４４からの指
示にしたがって確定することができる。

以上説明したように、化学増幅系感光材をレジストとし
て使用したウェハに対して縮小投影露光装置により回路
パターンを露光するときに順次露光エネルギーを変化さ
せることにより次の効果が得られる。

（１）感光された上記レジストの反応不均一と無関係に
ＦＥＢを実施できるので、製造ラインの効率が向上する
。

（２）従来の装置のハードウェア構成の変更あるいは改
良を必要とせず、容易かつ低コストで実現できる。

［発明の通用範囲コ なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく適宜
変形して実施することができる。

例えば、上述の実施例においては、縮小投影露光装置に
本発明を通用した例について説明したが、本発明は縮小
投影方以外のステッパ、例えばＸ線ステッパ等にも適用
可能である。

また、上述において、感光材は、化学増幅系感光材を用
いたが、感光後の経過時間が感度に影響するものであれ
ば、他の感光材を用いる場合にも本発明は適用可能であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、化学増幅系感光
材のように感度が感光後の処理までの経過時間に影響さ
れる感光材をレジストとして塗布した被露光体に対して
、ステップアンドリピート式の露光装置により順次行な
われる露光に関して露光してから露光後所定の処理を行
なうまでの経過時間に応じて各ショット（露光位置）ご
との露光エネルギーを制御するようにしたため、感光材
の感度変化によるレジスト像の均一性の低下を防ぐこと
ができ、その結果、製造ラインの効率向上を図ることが
できる。

また、本発明は、従来の装置またはシステムのハードウ
ェア構成の変更あるいは改良を必要とせず、ソフトウェ
アを変更するだけで、容易かつ低コストで実施すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る縮小投影露光装置に
おける露光手順のフローチャート、第２図は、露光エネ
ルギーおよび露光後経過時間に対する現像後パターン寸
法の変化を表わすグラ乙 第３図は、ウェハの露光位置の一例を示す図、第４図は
、本発明を実施する際の製造ラインの構成例を示す図、
そして 第５図は、従来の露光手順のフローチャートである。 ４３、自！！１１１ｉＩ送手段 ４４：制御システム ４５　通信手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステップアンドリピート方式の露光装置を用いて
   複数のショットに順次露光を行なう露光方法において、
   第１ショットから最終ショットまでの各ショットの露光
   エネルギーを露光してから所定の露光後処理を行なうま
   での時間に応じて順次変化させることを特徴とする露光
   方法。
2. （２）被露光体をステップ送りしながら複数のショット
   に順次露光を行なうステップアンドリピート方式の露光
   装置において、第１ショットから最終ショットまでの各
   ショットの露光エネルギーを露光してから所定の露光後
   処理を行なうまでの時間に応じて順次変化させる露光量
   制御手段を設けたことを特徴とする露光装置。