JPH10172889A

JPH10172889A - 露光方法

Info

Publication number: JPH10172889A
Application number: JP8331818A
Authority: JP
Inventors: Taichi Koizumi; 太一小泉
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】化学増幅型レジスト薄膜を露光する際の同一
基板上におけるショットの露光時間差によるチップパタ
ーンの線幅のばらつきを小さくすると共に、基板周辺部
から得られるチップの歩留りを向上させる。【解決手段】各ショット１２−ｉごとに露光エネルギ
ーを変化させ、同じ基板上の各ショットの露光から加熱
処理までの時間差による酸と不純物等との反応量を補償
し、加熱処理時にける各ショットごとの酸の量をほぼ同
じにする。また、１ショット１２−ａ内の少なくとも１
つのチップパターンがレジスト薄膜１１上に露光されな
い場合、全てのチップパターンがレジスト薄膜上に露光
されるように、露光中心をチップパターンの配列方向の
例えばＸ方向にチップパターン単位で移動させ、すでに
露光されている領域１２−ｂと重なるチップパターンに
対して遮光しつつ、露光を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子等を製
造するときに用いられるパターン露光方法に関し、特に
露光エネルギー源として、波長４５０ｎｍ以下の紫外
線、Ｘ線、荷電ビーム、特にＧ線（４３６ｎｍ）・ｉ線
（３６５ｎｍ）・ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎ
ｍ）・ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）を用いる
リソグラフィー工程でのパターン露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の微細化により、開発レベル
においては、パターンの設計ルールとして、０．２５μ
ｍの線幅が用いられている。そのため、リソグラフィー
技術において、パターン露光の解像度を上げるため、露
光波長の短波長化が要求される。現在、ＫｒＦエキシマ
レーザー（２４８ｎｍ）による露光が開発レベルから量
産技術へと移行しつつある。

【０００３】ＫｒＦエキシマレーザーに使用されるレジ
ストとして、主に露光領域が熱により酸触媒反応を起こ
す、いわゆる化学増幅型レジストが用いられている。化
学増幅型レジストとは、露光された領域でまず少量の酸
が発生し、その後熱を加えることにより、露光により発
生した酸が、ポジ型では現像液に対して非溶化から可溶
化し、ネガ型ではその逆の反応を生じ、その反応を次々
と起こしていくというものである。このように、酸が極
めて重要な役割を果たしている。

【０００４】通常のクリーンルームの空気中には、微量
のアンモニア等の塩基や不純物が存在する。そのため、
化学増幅型レジストの表面では、露光によって発生した
酸と空気中の不純物等とが反応し、酸の量が減少したり
又は一旦発生した酸が消滅する場合がある。クリーンル
ームの空気中の不純物濃度が日々変動したり、パターン
の露光から加熱処理までの時間が各基板ごとに異なる
と、上記酸の量が減少する反応が、日々又は各基板ごと
に変化する。結果的に、現像処理後のパターンの寸法が
異なったり、時にはパターンが形成されなくなる場合も
あり得る。そのため、パターン形成が不安定である。こ
の問題を解決するために、露光装置や現像装置に、これ
らの不純物等を除去する化学フィルターを取付けるとと
もに、露光から加熱処理までの時間を一定にするような
シーケンスで対処する方法が提案されている。

【０００５】縮小投影露光装置、いわゆるステッパーに
おける従来の露光方法を図１を用いて説明する。なお、
図１は後述する本発明の説明においても再度参照する。
図１において、（ａ）は略円盤状の基板上の露光位置及
び順序を示す図であり、（ｂ）はステッパーにおける１
回に露光する領域（露光単位）であるショットの一例を
表す概念図である。図１（ｂ）に示すように、１つのシ
ョットは、例えば縦２列横３列に配列された合計６個の
チップパターンからなる。図１（ａ）において、１０は
略円盤状の基板、１１は基板１０上に塗布された化学増
幅型レジストが塗布されたレジスト薄膜、１２−ｉ（ｉ
＝１，２・・・ｎ）は基板１０上に割り当てられた各シ
ョットを表す。また、矢印Ａはステッパーの露光中心が
基板１０上を走査する軌跡を表す。

【０００６】図１（ａ）に示すように、ステッパーの露
光中心は、最初のショット１２−１を露光した後、例え
ばＸ（右）方向に２ショット分Ｙ’（下）方向に１ショ
ット分移動し、２番目のショット１２−２を露光する。
さらに、Ｘ’（左）方向に１ショット分移動し、３番目
のショット１２−３を露光する。以下、同じような動作
を繰り返し、最後のショット１２−ｎまで順に各ショッ
ト１２−ｉを露光しつつ移動する。

【０００７】各ショット１２−ｉごとに、露光する直前
に、各ショットの高さや傾きの情報を取得し、その調整
を行なう。これはオートフォーカスやレベリング機能と
いわれているもので、同一ショット内でのフォーカスぼ
けをなくし、パターン形成異常を防止する。特に、フォ
ーカシング精度を向上させるため、１つのショットにつ
いて複数のセンサーを用いて高さの検出を行なってい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】まず、化学増幅型レジ
ストの露光に関しては、化学フィルターを用いて空気中
の不純物を除去することにより、空気中の不純物濃度の
日々の変動による大きなパターン形成異常を防止するこ
とができる。また、露光から加熱処理までの時間を一定
にするようなシーケンスを用いることにより、基板ごと
のばらつきを小さくすることができる。しかしながら、
化学フィルターを用いたとしても、現像処理後のパター
ンの寸法異常を生じさせないほど不純物を十分に取り除
けるとは限らない。また、同じ基板であっても、最初の
ショットが露光されてから加熱処理がされるまでと最後
のショットが露光されてから加熱処理されるまでとでは
時間差が生じる。全てのショットは同じエネルギーで露
光され、各ショットで発生する酸の量はほぼ同じである
ため、酸と不純物等との反応量がショット間で異なる。
さらに、加熱時における基板内の温度分布により、基板
内のショットごとに酸触媒反応量が異なる。そのため、
同一基板上に形成されたパターンであっても寸法差が生
じる。この問題は、大口径基板では深刻である。

【０００９】次に、ステッパーによる露光に関しては、
例えばショット１２−３等のようにショットの全領域が
基板１０上の正常な位置（レジスト薄膜１１上）にある
場合、フォーカシングやレベリング機能は正常に機能す
る。具体的には、例えば基板１０のレジスト薄膜１１上
では、表面の凹凸は約１μｍ以下であり、ほぼ平坦であ
る。従って、フォーカスセンサー及びレベリングセンサ
ーは、共に正常な値を読み取り、その調整も正常に行な
われる。しかしながら、例えばショット１２−１や１２
−２等のようにショットの領域の一部が基板１０上の正
常でない位置（レジスト薄膜１１の外側）にかかる場
合、正常でない位置に対応するセンサーは、それぞれ正
常でない位置での異常な値をそのまま検出し、異常なデ
ータも含めて調整を行なう。

【００１０】ここで、図１（ｂ）に示すショットの構成
を図１（ａ）のショット１２−１に当てはめて考える
と、下の列のチップパターン１２４〜１２６は、レジス
ト薄膜１１上に位置する。一方、上の列のチップパター
ン１２１〜１２３は、その一部分がレジスト薄膜１１の
外側にかかる。従って、上の列のチップパターン１２１
〜１２３からは良品を得ることは不可能であるが、下の
列のチップパターン１２４〜１２６からは良品を得るこ
とは可能である。しかしながら、前述のように、正常で
ない位置にあるチップパターン１２１〜１２３の異常な
値をも含めて調整を行なうため、本来正常な位置にある
チップパターン１２４〜１２６もフォーカスぼけによる
パターン異常を起こし、不良品となるという問題を有し
ていた。

【００１１】また、上記フォーカスぼけによるパターン
異常を防止するため、全ての領域が正常な位置にある前
ショットのフォーカス位置データを使用する等の対策が
なされている。しかしながら、本質的に、本来露光され
るべきショットの部分（例えば、チップパターン１２４
〜１２６）の位置とは異なる位置のデータを使用するた
め、実際はフォーカスぼけを生じてしまう。

【００１２】本発明は上記従来例の問題点を解決するた
めになされたものであり、第１に、同一基板から取れる
各チップの寸法のばら付きを小さくし得る露光方法を提
供することを目的としている。第２に、基板周辺部であ
ってもフォーカスぼけを起こすことなく露光が可能であ
り、１つの基板から取れるチップ数を増加し、歩留りを
向上することができる露光方法を提供することを目的と
している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の露光方法は、基板上に塗布されたレ
ジスト薄膜上を、複数のチップパターンをからなるショ
ットを１単位として、前記ショットごとに複数のチップ
パターンを同時に露光し、前記ショット単位で露光位置
を移動させ、前記基板上のレジスト薄膜のほぼ全域を露
光する露光方法であって、前記レジストは化学増幅型レ
ジストであり、前記複数のチップパターンを露光する
際、各ショットごとに露光エネルギーを変化させる。前
記レジストがポジ型の場合、前記各ショットごとの露光
エネルギーを、露光順に増加させることが好ましい。ま
たは、前記レジストがネガ型の場合、前記各ショットご
との露光エネルギーを、露光順に減少させることが好ま
しい。

【００１４】各ショットごとに露光エネルギーを変化さ
せることにより、同一基板上に形成される各ショットご
とに発生する酸の量が異なる。同じ基板上の最初のショ
ットが露光されてから加熱処理がされるまでと最後のシ
ョットが露光されてから加熱処理されるまでとの時間差
により、各ショットごとの酸と不純物等との反応量が異
なるとしても、各ショットごとの酸の発生量を制御する
ことにより、加熱処理時における各ショットの酸の量を
ほぼ同じにすることができる。その結果、同一基板上に
形成された各ピッチパターンの寸法（線幅）をほぼ同じ
にすることができる。

【００１５】上記各構成において、前記基板は略円盤
状、前記ショットは略矩形であり、１ショットの露光中
心を、前記矩形のいずれかの辺に平行な第１の方向及び
前記第１の方向に略直交する第２の方向に交互に、かつ
同一の方向においては交互に移動方向を反転させなが
ら、前記基板の中央部から外周部に向かって移動させ、
または、前記基板の外周部から中央部に向かって移動さ
せ、順に露光を行うことが好ましい。このような構成に
より、略円盤状の基板から無駄なく、より多くのチップ
を得ることができる。

【００１６】特に、前記露光中心の移動のうち、少なく
とも複数回続けてその移動距離が順に長くなる部分、ま
たは、移動距離が順に短くなる部分を含むことにより、
例えば図４示すように、基板中心から外周部に向けて略
渦巻きを描くように露光中心を移動させることができ
る。または、前記露光中心の移動のうち、前記第１の方
向及び第２の方向のそれぞれにおいて、少なくとも複数
回続けてその移動距離が同じである部分を含むことによ
り、例えば図１（ａ）に示すように、つづら折り状に露
光中心を移動させることができる。また、前記基板の中
心に対して略同心円上に配置されたショットの露光エネ
ルギーを同一とすることにより、加熱時における基板内
の温度分布による各ショットごとの酸触媒反応量の違い
によるピッチパターンの寸法（線幅）のばら付きを補正
することができ、同一基板上に形成された各ピッチパタ
ーンの寸法をほぼ同じにすることができる。

【００１７】また、本発明の第２の露光方法は、基板上
に塗布されたレジスト薄膜上を、複数のチップパターン
をマトリックス状に配列したショットを１単位として、
前記ショットごとに複数のチップパターンを同時に露光
し、前記ショット単位で露光位置を移動させ、前記基板
上のレジスト薄膜のほぼ全域を露光する露光方法であっ
て、１ショット内全てのチップパターンが前記レジスト
薄膜上に露光される場合、そのままの位置で露光を行な
い、１ショット内の少なくとも１つのチップパターンが
前記レジスト薄膜上に露光されない場合、全てのチップ
パターンが前記レジスト薄膜上に露光されるように、露
光中心を前記チップパターンの配列方向のいずれかの方
向に前記チップパターン単位で移動させ、すでに露光さ
れている領域と重なるチップパターンに対して遮光しつ
つ、露光を行う。

【００１８】この方法により、基板周辺であってもフォ
ーカスぼけによる不良は発生せず、基板上のレジスト薄
膜のほぼ全域を、無駄なく有効に利用することができ、
１つの基板から得られるチップ数や歩留りを向上させる
ことができる。さらに、第２の露光方法に、上記第１の
露光方向の各構成を合体させることにより、第２の露光
方向の効果に加えて、同一基板から得られるチップの寸
法のばら付きを小さくすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の露光方法の実施形態につ
いて、図１〜図４を参照しつつ説明する。図１（ａ）は
一般的な略円盤状の基板１０上に塗布されたレジスト薄
膜１１上に複数のショット１２−ｉを順に露光する手順
を示す図であり、本発明及び従来例共に共通する。図１
（ｂ）は１ショットにおけるチップパターンの配列の一
例を示す図である。なお、本発明の露光方法と従来例の
方法とでは、第１に各ショット１２−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）
を露光する際の露光エネルギー及びショット１２−２等
のように露光領域の一部がレジスト薄膜１１上から外れ
た位置にあるショットの露光方法が異なる。以下に詳述
する。

【００２０】図１（ａ）に示すように、本発明の露光方
法は、略円盤状の基板１０上に塗布されたレジスト薄膜
１１上を、図１（ｂ）に示すような、例えば２×３のマ
トリックス状に配列された複数のチップパターンからな
るショット１２−ｉを１単位として、ショットごとに複
数のチップパターンを同時に露光し、ショット単位でス
テッパーの露光位置の中心を、例えば矢印Ａに沿って移
動させ、基板１０上のレジスト薄膜１１のほぼ全域を露
光する。レジストは化学増幅型レジストであり、複数の
チップパターンを露光する際、各ショット１２−ｉごと
に露光エネルギーを変化させる。例えば、レジストがポ
ジ型の場合、各ショット１２−ｉごとの露光エネルギー
を露光順に増加させる。また、レジストがネガ型の場
合、各ショット１２−ｉごとの露光エネルギーを露光順
に減少させる。

【００２１】具体的には、まず、化学増幅型レジストの
露光エネルギーに対する寸法変動のデータを取り、ある
量の寸法変動に対する露光エネルギー変動量を求める。
次に、基板１０内の各ショット１２−ｉの寸法を測定
し、ある基準ショット（例えば１２−１）の寸法に対す
る各ショット１２−ｉの寸法差を求める。そして、それ
ぞれの寸法差に見合った補正露光エネルギー量を基準露
光エネルギーに加えた又は差し引いた露光エネルギーで
各ショットごとに露光する。このように、各ショット１
２−ｉごとに露光エネルギーを変化させることにより、
従来例の課題であった同一基板上の最初のショット１２
−１から最後のショット１２−ｎまでの時間差による寸
法ばらつきや、加熱時の基板内における温度分布による
寸法ばらつきを低減することができる。

【００２２】図１（ａ）に示すように、基板１０の周辺
部に位置する最初のショット１２−１を露光した後、露
光中心を、例えばＸ方向に２ショット分、Ｙ’方向に１
ショット分移動させ、２番目のショット１２−２を露光
する。さらに、Ｘ’方向に１ショット分移動させ、３番
目のショット１２−３を露光する。以下、同じような動
作を繰り返し、最後のショット１２−ｎまで順に各ショ
ット１２−ｉを露光しつつ移動する。図１（ａ）に示す
露光中心の移動軌跡Ａ中、Ｐ１〜Ｐ２、Ｐ３〜Ｐ４、Ｐ
５〜Ｐ６、Ｐ７〜Ｐ８、Ｐ９〜Ｐ１０は、第１の方向す
なわち、Ｘ−Ｘ’方向において、複数回続けてその移動
距離が同じである。但し、移動方向が交互に逆である。
同様に、Ｐ２〜Ｐ３、Ｐ４〜Ｐ５、Ｐ６〜Ｐ７、Ｐ８〜
Ｐ９も、第２の方向、すなわち、Ｙ−Ｙ’方向におい
て、複数回続けてその移動距離が同じである。なお、露
光順序は、ショット１２−１から１２−ｎの順に限定さ
れるものではなく、逆に１２−ｎから１２−１方向に露
光してもよい。

【００２３】または、図４に示すように、基板１０の中
央部に位置する最初のショット１２−１を露光した後、
露光中心を、例えばＸ’方向に１ショット分移動させ、
２番目のショット１２−２を露光する。さらに、Ｙ方向
に１ショット分移動させ、３番目のショット１２−３を
露光する。さらに、Ｘ方向に１ショット分ずつ移動さ
せ、４番目及び５番目のショットを露光する。さらに、
Ｘ’方向に１ショット分ずつ移動させ、６番目及び７番
目のショットを露光する。さらに、Ｘ’方向に１ショッ
ト分ずつ移動させ、８番目、９番目及び１０番目のショ
ットを露光する。以下、同じような動作を繰り返し、最
後のショット１２−ｎまで順に各ショット１２−ｉを露
光しつつ移動する。図４に示す露光中心の移動軌跡Ｂ
中、Ｐ１〜Ｐ２、Ｐ２〜Ｐ３、Ｐ３〜Ｐ４、Ｐ４〜Ｐ５
・・・間の移動は交互に、第１の方向（Ｘ−Ｘ’方向）
と第２の方向（Ｙ−Ｙ’方向）とにその向きが代わる。
また、第１の方向どうしの露光中心の移動を比較する
と、Ｐ１からＰ２に移動する場合とＰ３からＰ４に移動
する場合とでは、移動方向が交互に代わり、かつ移動距
離が長くなっている。同様に、第２の方向どうしの露光
中心の移動を比較すると、Ｐ２からＰ３に移動する場合
とＰ４からＰ５に移動する場合とでは、移動方向が交互
に代わり、かつ移動距離が長くなっている。なお、露光
順序は、ショット１２−１から１２−ｎの順に限定され
るものではなく、逆に１２−ｎから１２−１方向に露光
してもよい。図４に示す露光方法は、加熱時における基
板内の温度分布が及ぼす基板内の酸触媒反応量の違いに
よる寸法ばらつきを低減させるのに有効である。詳細は
実施例２で説明する。

【００２４】次に、１ショットにおける露光領域の一部
がレジスト薄膜１１上から外れた位置にあるショットの
露光方法について、図２を参照しつつ説明する。図２
（ａ）において、例えば、ショット１２−ｂや１２−ｃ
は、１ショット内全てのチップパターンがレジスト薄膜
１１上にあり、そのままの位置で露光を行なう。一方、
ショット１２−ａは、その露光領域の一部、例えば左及
び中央の２列のチップパターン１２１、１２２、１２４
及び１２５がレジスト薄膜１１上から外れた位置にあ
り、右１列のチップパターン１２３及び１２６はレジス
ト薄膜１１上にある。

【００２５】従来の方法では、露光領域の一部がレジス
ト薄膜１１上から外れたショット１２−ａであっても、
そのままの位置で露光していたため、ステッパーに設け
られたフォーカスセンサー及びレベリングセンサーのう
ち、レジスト薄膜１１の外側の正常でない位置に対応す
るセンサーが、それぞれ正常でない位置での異常な値を
そのまま検出し、異常なデータも含めて調整を行なって
いた。そのため、本来正常な位置にあるチップパターン
１２３及び１２６もフォーカスぼけによるパターン異常
を起こし、不良品となるという問題を有していた。

【００２６】しかしながら、本発明の露光方法によれ
ば、露光領域の一部がレジスト薄膜１１上から外れたシ
ョット１２−ａの場合、図２（ｂ）に示すように、全て
のチップパターンがレジスト薄膜１１上に露光されるよ
うに、露光中心をチップパターンの配列方向のいずれか
の方向（この場合、Ｘ方向）にチップパターン単位で２
チップ分移動させる。すでに露光されている領域１２
７、１２８、１２９及び１３０と重なるチップパターン
に対しは、ブラインド等により遮光しつつ、露光を行
う。ショット１２−ａの露光領域は、全て正常なレジス
ト薄膜１１が塗布されている領域になり、フォーカスぼ
けを生じなくなる。このようにすることにより、例え基
板１０の周辺部であっても、フォーカスぼけを起こすこ
となくチップが取れ、取れ数や歩留まりを向上させるこ
とができる。

【００２７】以下に、具体的数値実施例を説明する。ま
ず、露光エネルギーと形成されるパターンの寸法（線
幅）との相関関係を求めるため、以下の実験を行った。
シリコン基板１０上にＫｒＦエキシマレーザー用レジス
ト”ＡＳＫＡ”を０．９８μｍ厚で塗布し、レジスト薄
膜１１を形成した。次に、ＫｒＦエキシマレーザーステ
ッパーを用い、露光エネルギーを２２〜３８ｍＪ／ｃｍ
²の範囲で徐々に変化させ、複数ショットのチップパタ
ーンの露光を行った。その後９５度で９０秒間熱処理
し、ＮＭＤ−３（ＴＭＡＨ＝２．３８％）で６０秒間現
像した。最後に、形成されたレジストパターンの寸法を
測長した。図３にパターンの線幅と露光エネルギーとの
関係を示す。図３から、チップパターンの線幅の設計基
準を０．２５μｍＬ／Ｓとする場合の露光エネルギー３
２ｍＪ／ｃｍ²が得られた。

【００２８】

【実施例１】まず、比較例として、従来の方法として露
光エネルギーを３２ｍＪ／ｃｍ²に固定し、基板１０の
全面に露光し、上記と同様の熱処理及び現像を行なっ
た。各ショットにおけるチップパターンの寸法測長を行
なった結果、最初のショットの線幅は０．２８２μｍ、
最後のショットの線幅は０．２５１μｍであった。次
に、本発明の露光方法により、最初のショットの露光エ
ネルギーを３５ｍＪ／ｃｍ ²とし、最後のショットの露
光エネルギーが３２ｍＪ／ｃｍ²となるように、順次露
光エネルギーを減少させながら、基板１０の全面に露光
し、上記と同様の熱処理及び現像を行なった。その結
果、最初のショットの線幅は０．２４５μｍ、最後のシ
ョットの線幅は０．２５０μｍであった。以上のよう
に、本発明の露光方法によれば、最初のショットから最
後のショットまでの時間差による寸法ばらつきを低減す
ることができる。

【００２９】

【実施例２】実施例２では、熱処理を行なう際、基板１
０の中心方向から周辺方向に３℃の温度勾配を持たせて
露光を行なった。参考例として、、実施例１と同様の従
来の方法により、露光エネルギーを３２ｍＪ／ｃｍ²に
固定し、図４に示すように基板１０の中心部から、略渦
巻き状を描くように露光中心を移動させ、基板１０の全
面に露光し、上記と同様の熱処理及び現像を行なった。
その結果、基板中心付近のショットの線幅が０．２５２
μｍであったのに対し、基板周辺部ショットの寸法は
０．３２４μｍであった。次に、本発明の露光方法によ
り、基板中心から略同芯円周上に存在するショットは同
じ露光エネルギーになるように、基板中心から周辺方向
に、露光エネルギーを一定数のショットごとに変化させ
ながら露光を行った。最も基板中心に近いショットの露
光エネルギーを３２ｍＪ／ｃｍ²とし、最外周のショッ
トの露光エネルギーを３８ｍＪ／ｃｍ²となるように、
順次露光エネルギーを増加させながら、基板１０の全面
に露光し、上記と同様の熱処理及び現像を行なった。そ
の結果、最初のショットの線幅は０．２５１μｍ、最後
のショットの線幅は０．２５０μｍであった。以上のよ
うに、本発明の露光方法によれば、基板中心に対して略
同心円状に配列された一定数のショットごとに露光エネ
ルギーを変化させながら、基板中心から周辺方向に略渦
巻きを描くように露光中心を移動させながら露光を行う
ことにより、加熱時における基板内の温度分布が及ぼす
基板内の酸触媒反応量の違いによる寸法ばらつきを低減
させることができる。

【００３０】

【実施例３】次に、実施例１の露光方法により、実施例
２のように同芯円周上に存在するショットは同じ露光エ
ネルギーになるように設定し露光を行なった。その結
果、実施例２と同様に、加熱時における基板内の温度分
布が及ぼす基板内の酸触媒反応量の違いによる寸法ばら
つきを低減することができた。

【００３１】

【実施例４】同様に、実施例２の露光方法により、実施
例１のように最初のショットから順次露光エネルギーを
増加させるように設定し露光を行なった。その結果、実
施例１と同様に、最初のショットから最後のショットま
での時間差による寸法ばらつきを低減することができ
た。

【００３２】

【実施例５】次に、図２に示すような、１ショットの露
光領域のうち、一部がレジスト薄膜１１から外れた正常
でない位置にある場合における本発明の露光方法につい
て実験を行った。シリコン基板１０上に、ｉ線レジス
ト”ＰＦＩ−３８”を０．９８μｍ厚で塗布し、レジス
ト薄膜１１を形成した。ステッパーを用い、従来の露光
方法と本発明の露光方法とにより露光を行った。その後
１１０度で９０秒間熱処理し、ＮＭＤ−３（ＴＭＡＨ＝
２．３８％）で６０秒間現像を行なった。その結果、従
来露光では周辺ショットで４ショットにおいてフォーカ
スぼけによるパターン不良があったが、本発明の露光方
法では全ての周辺ショットにおいて良好なパターン形成
がなされていた。以上のように、本発明の露光方法によ
れば、基板周辺ショットをチップサイズピッチで露光を
行なうことができ、従来の課題であった基板周辺ショッ
トのフォーカスぼけをなくすことができる。

【００３３】なお、上記実施例１〜４において、化学増
幅型レジストとしてＫｒＦエキシマレーザー用レジス
ト”ＡＳＫＡ”を用いたが、ｇ線・ｉ線・他のＫｒＦエ
キシマレーザー・ＡｒＦエキシマレーザー・Ｘ線・荷電
ビーム用でも構わないし、露光光もそれらのレジストに
相応したもので構わない。現像もＮＭＤー３を用いたが
他の現像液でよく、またウエット現像にもこだわらずド
ライ現像でも構わない。同様に、実施例５において、レ
ジストとしてｉ線用レジスト”ＰＦＩ−３８”を用いた
が、ｇ線・他のｉ線・ＫｒＦエキシマレーザー・ＡｒＦ
エキシマレーザー用でも構わないし、露光光もそれらの
レジストに相応したもので構わない。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の露光方法に
よれば、基板上に塗布されたレジスト薄膜上を、複数の
チップパターンをからなるショットを１単位として、シ
ョットごとに複数のチップパターンを同時に露光し、シ
ョット単位で露光位置を移動させ、基板上のレジスト薄
膜のほぼ全域を露光する方法であって、レジストは化学
増幅型レジストであり、複数のチップパターンを露光す
る際、各ショットごとに露光エネルギーを変化させるの
で、同じ基板上の最初のショットが露光されてから加熱
処理がされるまでと最後のショットが露光されてから加
熱処理されるまでとの時間差により、各ショットごとの
酸と不純物等との反応量が異なるとしても、各ショット
ごとの酸の発生量を制御することにより、加熱処理時に
おける各ショットの酸の量をほぼ同じにすることができ
る。その結果、同一基板上に形成された各チップパター
ンの寸法（線幅）をほぼ同じにすることができる。

【００３５】また、本発明の第２の露光方法によれば、
基板上に塗布されたレジスト薄膜上を、複数のチップパ
ターンをマトリックス状に配列したショットを１単位と
して、ショットごとに複数のチップパターンを同時に露
光し、ショット単位で露光位置を移動させ、基板上のレ
ジスト薄膜のほぼ全域を露光する露光方法であって、１
ショット内全てのチップパターンがレジスト薄膜上に露
光される場合、そのままの位置で露光を行ない、１ショ
ット内の少なくとも１つのチップパターンがレジスト薄
膜上に露光されない場合、全てのチップパターンがレジ
スト薄膜上に露光されるように、露光中心をチップパタ
ーンの配列方向のいずれかの方向にチップパターン単位
で移動させ、すでに露光されている領域と重なるチップ
パターンに対して遮光しつつ、露光を行うので、基板周
辺であってもフォーカスぼけによる不良は発生せず、基
板上のレジスト薄膜のほぼ全域を、無駄なく有効に利用
することができ、１つの基板から得られるチップ数や歩
留りを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明及び従来例における、基板及び
レジスト薄膜と、その上に露光されるショットの配置及
び露光中心の移動経路を示す図、（ｂ）は１ショットに
おけるチップパターンの配列を示す図

【図２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明による基板
周辺部での露光方法の説明図

【図３】露光エネルギーと現像後のチップパターンの線
幅の相関関係図

【図４】本発明の露光方法によるレジスト薄膜上に露光
されるショットの露光中心の移動経路の他の例を示す図

【符号の説明】

１０：基板１１：レジスト薄膜１２−１：最初のショット１２−ｉ：第ｉ番目のショット（ｉ＝１〜ｎ）１２−ｎ：最後のショット１２１〜１３０：チップパターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に塗布されたレジスト薄膜上を、
複数のチップパターンをからなるショットを１単位とし
て、前記ショットごとに複数のチップパターンを同時に
露光し、前記ショット単位で露光位置を移動させ、前記
基板上のレジスト薄膜のほぼ全域を露光する露光方法で
あって、前記レジストは化学増幅型レジストであり、前記複数の
チップパターンを露光する際、各ショットごとに露光エ
ネルギーを変化させる露光方法。
【請求項２】前記レジストはポジ型であり、前記各シ
ョットごとの露光エネルギーを、露光順に増加させる請
求項１記載の露光方法。
【請求項３】前記レジストはネガ型であり、前記各シ
ョットごとの露光エネルギーを、露光順に減少させる請
求項１記載の露光方法。
【請求項４】前記基板は略円盤状、前記ショットは略
矩形であり、１ショットの露光中心を、前記矩形のいず
れかの辺に平行な第１の方向及び前記第１の方向に略直
交する第２の方向に交互に、かつ同一の方向においては
交互に移動方向を反転させながら、前記基板の中央部か
ら外周部に向かって移動させ、順に露光を行う請求項１
から３のいずれかに記載の露光方法。
【請求項５】前記露光中心の移動のうち、少なくとも
複数回続けてその移動距離が順に長くなる部分を含む請
求項４記載の露光方法。
【請求項６】前記露光中心の移動のうち、前記第１の
方向及び第２の方向のそれぞれにおいて、少なくとも複
数回続けてその移動距離が同じである部分を含む請求項
４記載の露光方法。
【請求項７】前記基板の中心に対して略同心円上に配
置されたショットの露光エネルギーを同一とする請求項
４から６のいずれかに記載の露光方法。
【請求項８】前記基板は略円盤状、前記ショットは略
矩形であり、１ショットの露光中心を、前記矩形のいず
れかの辺に平行な第１の方向及び前記第１の方向に略直
交する第２の方向に交互に、かつ同一の方向においては
交互に移動方向を反転させながら、前記基板の外周部か
ら中央部に向かって移動させ、順に露光を行う請求項１
から３のいずれかに記載の露光方法。
【請求項９】前記露光中心の移動のうち、少なくとも
複数回続けてその移動距離が順に短くなる部分を含む請
求項８記載の露光方法。
【請求項１０】前記露光中心の移動のうち、前記第１
の方向及び第２の方向のそれぞれにおいて、少なくとも
複数回続けてその移動距離が同じである部分を含む請求
項９記載の露光方法。
【請求項１１】前記基板の中心に対して略同心円上に
配置されたショットの露光エネルギーを同一とする請求
項８から１０のいずれかに記載の露光方法。
【請求項１２】基板上に塗布されたレジスト薄膜上
を、複数のチップパターンをマトリックス状に配列した
ショットを１単位として、前記ショットごとに複数のチ
ップパターンを同時に露光し、前記ショット単位で露光
位置を移動させ、前記基板上のレジスト薄膜のほぼ全域
を露光する露光方法であって、１ショット内全てのチップパターンが前記レジスト薄膜
上に露光される場合、そのままの位置で露光を行ない、１ショット内の少なくとも１つのチップパターンが前記
レジスト薄膜上に露光されない場合、全てのチップパタ
ーンが前記レジスト薄膜上に露光されるように、露光中
心を前記チップパターンの配列方向のいずれかの方向に
前記チップパターン単位で移動させ、すでに露光されている領域と重なるチップパターンに対
して遮光しつつ、露光を行う露光方法。
【請求項１３】前記レジストは化学増幅型レジストで
あり、前記複数のチップパターンを露光する際、各ショ
ットごとに露光エネルギーを変化させる請求項１２記載
の露光方法。
【請求項１４】前記レジストはポジ型であり、前記各
ショットごとの露光エネルギーを、露光順に増加させる
請求項１３記載の露光方法。
【請求項１５】前記レジストはネガ型であり、前記各
ショットごとの露光エネルギーを、露光順に減少させる
請求項１３記載の露光方法。
【請求項１６】前記基板は略円盤状、前記ショットは
略矩形であり、１ショットの露光中心を、前記矩形のい
ずれかの辺に平行な第１の方向及び前記第１の方向に略
直交する第２の方向に交互に、かつ同一の方向において
は交互に移動方向を反転させながら、前記基板の中央部
から外周部に向かって移動させ、順に露光を行う請求項
１２から１５のいずれかに記載の露光方法。
【請求項１７】前記露光中心の移動のうち、少なくと
も複数回続けてその移動距離が順に長くなる部分を含む
請求項１６記載の露光方法。
【請求項１８】前記露光中心の移動のうち、前記第１
の方向及び第２の方向のそれぞれにおいて、少なくとも
複数回続けてその移動距離が同じである部分を含む請求
項１６記載の露光方法。
【請求項１９】前記基板の中心に対して略同心円上に
配置されたショットの露光エネルギーを同一とする請求
項１６から１８のいずれかに記載の露光方法。
【請求項２０】前記基板は略円盤状、前記ショットは
略矩形であり、１ショットの露光中心を、前記矩形のい
ずれかの辺に平行な第１の方向及び前記第１の方向に略
直交する第２の方向に交互に、かつ同一の方向において
は交互に移動方向を反転させながら、前記基板の外周部
から中央部に向かって移動させ、順に露光を行う請求項
１２から１５のいずれかに記載の露光方法。
【請求項２１】前記露光中心の移動のうち、少なくと
も複数回続けてその移動距離が順に短くなる部分を含む
請求項１９記載の露光方法。
【請求項２２】前記露光中心の移動のうち、前記第１
の方向及び第２の方向のそれぞれにおいて、少なくとも
複数回続けてその移動距離が同じである部分を含む請求
項１９記載の露光方法。
【請求項２３】前記基板の中心に対して略同心円上に
配置されたショットの露光エネルギーを同一とする請求
項２０から２２のいずれかに記載の露光方法。