特許 7471175 露光装置および露光方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-11

(45)【発行日】2024-04-19

(54)【発明の名称】露光装置および露光方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20240412BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 501

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020139243

(22)【出願日】2020-08-20

(65)【公開番号】P2022035137

(43)【公開日】2022-03-04

【審査請求日】2023-06-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000128496

【氏名又は名称】株式会社オーク製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100090169

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】伊達 寛一

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３１６４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５０１４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５６９１５４１（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００９１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３８６６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の光変調素子を２次元配列させた光変調素子アレイと、
フォトレジスト層を表面に形成した露光対象物に対し、前記光変調素子アレイの露光エリアを、主走査方向に沿って一定速度で相対移動させる走査部と、
前記光変調素子アレイおよび前記走査部を制御し、前記露光対象物に対して、各光変調素子の微小露光エリアが互いにオーバラップするように所定の露光ピッチで多重露光する露光制御部とを備え、
前記露光制御部が、一度の走査で積算露光量が前記フォトレジスト層のフォトレジストの露光感度を超えない未達成露光を、所定の時間間隔を空けて複数回行うことを特徴とする露光装置。

【請求項2】

前記露光制御部が、所定の露光対象箇所に対し、同一のパターンで、未達多重露光を複数回行うことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。

【請求項3】

前記露光制御部が、所定の露光対象箇所に対し、同一方向に走査させて、未達多重露光を複数回行うことを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。

【請求項4】

前記露光制御部が、所定の露光対象箇所に対し、同一の動作制御手順で複数の光変調素子を変調するように前記光変調素子アレイを制御して、各走査の未達多重露光を行うことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。

【請求項5】

複数の光変調素子アレイを備え、
前記走査部が、各光変調素子アレイの露光エリアを、往路と復路で異なる走査バンドを通過させる往復走査を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。

【請求項6】

前記露光制御部が、所定の露光対象箇所に対し、未達多重露光の１回の露光時間または走査速度を調整して、未達多重露光を、前記フォトレジストの露光感度を超える回数分だけ行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の露光装置。

【請求項7】

前記露光制御部が、所定の露光対象箇所に対し、未達多重露光の１回の露光時の照度を調整して、未達多重露光を、前記フォトレジストの露光感度を超える回数分だけ行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の露光装置。

【請求項8】

複数の光変調素子を２次元配列させた光変調素子アレイと、
フォトレジスト層を表面に形成した露光対象部に対し、前記光変調素子アレイの露光エリアを、主走査方向に沿って一定速度で相対移動させる走査部と、
前記光変調素子アレイおよび前記走査部を制御し、前記露光対象物に対して、各光変調素子の微小露光エリアが互いにオーバラップするように所定の露光ピッチで多重露光する露光制御部とを備え、
前記露光制御部が、所定の露光対象箇所に対し、複数回の走査によって多重露光を複数回行うことを特徴とする露光装置。

【請求項9】

走査部によって、フォトレジスト層を表面に形成した露光対象物に対し、複数の光変調素子を２次元配列させた光変調素子アレイの露光エリアを、主走査方向に沿って一定速度で相対移動させ、
前記光変調素子アレイおよび前記走査部を制御し、前記露光対象物に対して、各光変調素子の微小露光エリアが互いにオーバラップするように所定の露光ピッチで多重露光する露光方法であって、
所定の露光対象箇所に対し、一度の走査による多重露光を、所定時間間隔をおいて繰り替えし行うことを特徴とする露光方法。

【請求項10】

走査部によって、フォトレジスト層を表面に形成した露光対象物に対し、複数の光変調素子を２次元配列させた光変調素子アレイの露光エリアを、主走査方向に沿って一定速度で相対移動させ、
前記光変調素子アレイおよび前記走査部を制御し、前記露光対象物に対して、各光変調素子の微小露光エリアが互いにオーバラップするように所定の露光ピッチで多重露光する露光方法であって、
一度の走査で積算露光量が前記フォトレジスト層のフォトレジストの露光感度を超えない未達成露光を、所定の時間間隔を空けて複数回行うことを特徴とする露光方法。

【請求項11】

請求項９または１０に記載された露光方法によって、基板の表面上のフォトレジスト層にパターンを形成する基板の製造方法であって、
パターン形成後の前記フォトレジスト層が、その断面において、表面に沿った方向に縞模様を形成していることを特徴とする基板の製造方法。

【請求項12】

前記フォトレジスト層のフォトレジストの露光感度に応じた必要露光エネルギー量が、３００ｍＪ／ｃｍ²以上であることを特徴とする請求項１１に記載の基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光変調素子アレイなどを用いて、フォトレジスト層（感光材料）を表面に形成した基板に対してパターンを形成する露光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

マスクレス露光装置では、基板が搭載されるステージを走査方向に沿って移動させながら、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などの光変調素子アレイによってパターン光を基板に投影する。そこでは、ステージの移動に伴って基板上を移動する投影エリア（以下、露光エリアという）の位置に応じたパターンデータに基づいて、マイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御する。

【0003】

スループット、解像度等の向上の観点から、露光動作時のショット領域をオーバラップさせる多重露光動作が行われる（例えば、特許文献１、２参照）。そこでは、基板が一定速度で移動している間、露光動作時の各マイクロミラーの微小露光エリアが互いにオーバラップするように、パターン光を所定のピッチ間隔で投影する。

【0004】

露光エリアが通過していく過程で基板上での積算光量が増加し、基板上に形成された感光材料の膜の性質が急峻に変化する閾値を超えることで、パターンが形成される。また、ＤＭＤの配列方向を走査方向（ステージ移動方向）に対して微小傾斜させることによって、露光エリアにおける微小露光エリアの中心位置（露光点）の分布を分散させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－３６５４４号公報

【文献】特開２０１２－４９４３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

マスクレス露光装置の場合、スループット向上を図るため、一回の露光動作（ワンショット）における露光量（照度）は、コンタクト露光装置などと比べて高く設定されている。また、フォトレジストに関しても、高感度（閾値の低い）特性のフォトレジストがマスクレス露光装置に対して使用される。

【0007】

一方、近年のコスト低減要求、コンタクト露光装置からマスクレス露光装置への代替などの理由により、マスクレス露光装置においても、低感度の汎用フォトレジストが使用される。この場合、高照度、短期間の露光というマスクレス露光の特性が、低照度での長時間露光を前提とした低感度特性の汎用フォトレジストの反応速度と合わないため、断面プロファイルの形状不良、フォトレジスト表面部分の光沢差や硬化不足などの露光不良などが生じやすい。

【0008】

したがって、マスクレス露光装置において、低感度特性の汎用フォトレジストを使用した場合においても、適切にパターンを形成することが求められる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の露光装置は、複数の光変調素子を２次元配列させた光変調素子アレイと、フォトレジストを表面に形成した露光対象物に対し、前記光変調素子アレイの露光エリアを、主走査方向に沿って相対移動させる走査部と、前記光変調素子アレイおよび前記走査部を制御し、前記露光対象物に対して主走査方向に所定の露光ピッチで多重露光する露光制御部とを備え、前記露光制御部が、一度の走査で積算露光量が前記フォトレジストの露光感度（閾値）を超えない多重露光（ここでは、未達多重露光という）を、所定の時間間隔を空けて複数回行う。

【0010】

一度の走査における、多重露光動作の露光ピッチ、ワンショット露光時の照度（光強度）、多重露光回数、パターンなどは任意である。例えば、露光制御部は、所定の露光対象箇所に対し、未達多重露光の１回の露光時間または走査速度を調整して、未達多重露光を、フォトレジストの露光感度を超える回数分だけ行う。あるいは、露光制御部は、露光制御部が、所定の露光対象箇所に対し、未達多重露光の１回の露光時の照度を調整して、未達多重露光を、フォトレジストの露光感度を超える回数分だけ行う。

【0011】

露光制御部は、所定の露光対象箇所に対し、同一のパターンで、未達多重露光を複数回行うことが可能である。また、所定の露光対象箇所に対し、同一方向に走査させて、未達多重露光を複数回行うことができる。露光制御部が、所定の露光対象箇所に対し、同一の動作制御手順で複数の光変調素子を変調するように光変調素子アレイを制御して、各走査の未達多重露光を行えばよい。

【0012】

複数の光変調素子アレイを備える場合、走査部は、各光変調素子アレイの露光エリアを、往路と復路で異なる走査バンドを通過させる往復走査を行うことができる。各光変調素子アレイの走査バンドにおいて、同じ時間間隔で同一の露光対象箇所に対して複数回の多重露光動作を行うことができる。

【0013】

本発明の露光装置は、複数の光変調素子を２次元配列させた光変調素子アレイと、フォトレジストを表面に形成した露光対象物に対し、光変調素子アレイの露光エリアを、主走査方向に沿って相対移動させる走査部と、光変調素子アレイおよび走査部を制御し、露光対象物に対して主走査方向に所定の露光ピッチで多重露光する露光制御部とを備え、露光制御部が、所定の露光対象箇所に対し、複数回の走査によって多重露光を複数回行う。例えば、上記露光感度に応じた閾値、あるいはそれを上回る閾値を超えるように、複数回走査による複数回の多重露光動作を行うことが可能である。

【0014】

本発明の一態様である露光方法は、フォトレジストを表面に形成した露光対象物に対し、複数の光変調素子を２次元配列させた光変調素子アレイの露光エリアを、主走査方向に沿って相対移動させ、光変調素子アレイおよび走査部を制御し、露光対象物に対して主走査方向に所定の露光ピッチで多重露光する露光方法であって、所定の露光対象箇所に対し、一度の走査による多重露光を、所定時間間隔をおいて繰り替えし行う。例えば、一度の走査で積算露光量がフォトレジストの露光感度を超えない未達多重露光を、所定の時間間隔を空けて複数回行う。

【0015】

上記露光方法によって形成される本発明の基板では、フォトレジストが、その断面において、表面に沿った方向に縞模様を形成している。例えば、フォトレジストの露光感度に応じた必要露光エネルギー量が、３００ｍＪ／ｃｍ^２以上である基板に対して、上記露光方法が適用され、基板にパターンが形成される。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、マスクレス露光装置において、低感度特性の汎用フォトレジストを使用した場合においても、適切にパターンを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態である露光装置のブロック図である。

【図2】多重露光動作のタイミングチャートを示した図である。

【図3】複数の露光ヘッドによる走査経路を示した図である。

【図4】現像したビア部付近の断面を概略的に示した図である。

【図5】多重露光動作のフローを示した図である。

【図6】第２の実施形態における多重露光動作のタイミングチャートを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

【0019】

図１は、第１の実施形態である露光装置のブロック図である。

【0020】

露光装置１００は、フォトレジストなどの感光材料の層を表面に形成した基板Ｗにパターンを形成するマスクレス（ダイレクト）露光装置であり、例えばソルダーレジストインクなどのネガ型フォトレジストが塗布される。露光装置１００は、複数の放電ランプ（ここでは図示せず）から構成される光源部２０と、基板Ｗにパターン光をそれぞれ投影する複数の露光ヘッド１０を備えている。なお、ここでは一系統の光源部２０と露光ヘッド１０のみ図示している。

【0021】

露光ヘッド１０は、照明光学系２１、ＤＭＤ２２、結像光学系２３とを備え、照明光学系２１は、特定波長域の紫外線強度を低減する光学フィルタ２５を設けている。光源部２０は、紫外線を放射する放電ランプ（図示せず）などによって構成され、光源駆動部４２によって駆動される。

【0022】

ベクタデータなどで構成されるＣＡＤ／ＣＡＭデータが露光装置１００へ入力されると、ベクタデータが、ラスタ変換回路２６においてラスタデータに変換される。生成されたラスタデータは、バッファメモリ（図示せず）に一時的に格納された後、ＤＭＤ駆動回路２４へ送られる。

【0023】

ＤＭＤ２２は、微小マイクロミラーを２次元配列させた光変調素子アレイであり、各マイクロミラーは、姿勢を変化させることによって光の反射方向を選択的に切り替え可能である。ＤＭＤ駆動回路２４は、各マイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御する露光データを出力し、これによって、パターンに応じた光が結像光学系２３を介して基板Ｗの表面に投影（結像）される。

【0024】

コントローラ（露光制御部）３０は、光源駆動部４２、フィルタ駆動部４４、ＤＭＤ駆動回路２４、ステージ駆動機構２９などを制御し、露光動作を実行する。また、コントローラ３０は、メモリ３２から露光に関連する情報を読み出す。ステージ駆動機構２９は、コントローラ３０からの制御信号に従い、基板Ｗを搭載した露光ステージ１８を、露光ヘッド１０に対して相対移動させる。位置検出部２７は、ステージ駆動機構１９から送られてくる信号に基づき、基板Ｗの表面の露光位置を算出する。なお、露光ステージ１８の移動経路に沿った方向を主走査方向Ｘ、この移動経路に沿った方向と直交する方向を副走査方向Ｙとする。

【0025】

露光中、露光ステージ１８は、主走査方向Ｘに沿って一定速度で移動する。ＤＭＤ２２全体による投影エリアである露光エリアは、基板Ｗの移動に伴って基板Ｗ上を主走査方向Ｘに沿って相対移動する。また、基板Ｗの移動方向は、ＤＭＤの配列方向、すなわち露光エリアの主走査方向Ｘに沿った端辺に対し微小傾斜している。なお、主走査方向Ｘに対して微小傾斜させなくてもよい。

【0026】

コントローラ３０は、露光エリアの相対位置に応じてＤＭＤ２２の各マイクロミラーを制御し、多重露光動作を実行する。すなわち、所定の露光ピッチに従って露光動作が行なわれ、各マイクロミラーの微小露光エリアの中心位置（露光点）の分布が略均一に分散し、パターン光がオーバラップして投影される。露光ヘッド１０を含めた複数の露光ヘッドによって基板Ｗ全体に対し多重露光動作をすることで、基板Ｗ全体にパターンが形成される。

【0027】

本実施形態では、一度の走査、すなわち露光エリアが露光対象箇所を通過する間に、積算露光量が感光材料の閾値を超えない多重露光動作を行う。そして、この多重露光動作を複数回の走査に渡って繰り返し行う。以下、これについて詳述する。

【0028】

図２は、多重露光動作のタイミングチャートを示した図である。図３は、複数の露光ヘッドによる走査経路を示した図である。ただし、図３では、説明を容易にするため、２つの露光ヘッドによる露光エリアの移動経路を示している。また、露光エリアは、主走査方向Ｘに対して微小傾斜させていない。

【0029】

図２に示す多重露光動作ＭＥ１は、図３に示す露光対象箇所ＳＡ１、ＳＡ２を通過する間、所定の露光ピッチで４回の露光動作を立て続けに行う多重露光動作のタイミングを示している。ただし、露光対象箇所ＳＡ１、ＳＡ２は任意の露光対象箇所である。

【0030】

１回の露光（ワンショット露光）における照射期間、すなわちマイクロミラーがＯＦＦからＯＮに切り替わって光を掃引する期間（光を露光面に照射したまま走査する期間）ｔ、照度Ｉ１は、一度の走査で積算露光量がフォトレジストの露光感度、すなわちパターン形成に必要な露光量（以下、閾値ともいう）を超えないように定められている。以下では、１度の主走査方向Ｘに沿った走査で、フォトレジストのパターン形成に必要な感光が実現してしない不十分な多重露光を、「未達多重露光」と呼ぶ。

【0031】

図３に示すように、露光エリアＥＡ１、ＥＡ２は、それぞれ、基板Ｗに対して隣接する走査バンドＳＢ１、ＳＢ２と走査バンドＳＢ３、ＳＢ４とを往復移動する。ステージ駆動部２９は、露光エリアＥＡ１、ＥＡ２が走査バンドＳＢ１、ＳＢ３を移動終了すると、副走査方向Ｙに露光ステージ１８を移動させ、露光エリアＥＡ１、ＥＡ２をそれぞれ走査バンドＳＢ２、ＳＢ４に沿って往路とは逆方向に移動させる。露光エリアＥＡ１、ＥＡ２が往復移動すると、ステージ駆動部２９は、露光エリアＥＡ１、ＥＡ２を再び走査バンドＳＢ１、ＳＢ３に沿って移動させる。

【0032】

再び、露光エリアＥＡ１、ＥＡ２が走査バンドＳＢ１、ＳＢ３の露光対象箇所ＳＡ１、ＳＡ２を通過するとき、２回目の未達多重露光動作ＭＥ２（図２参照）が実行される。このときのワンショット露光時間、照度、ワンショット露光回数は、１回目の未達多重露光動作ＭＥ１と同じであり、また、次のワンショット露光が実行されるまでの露光ピッチに応じた時間間隔、パターン光（パターンデータ）およびＤＭＤのマイクロミラーの動作順序（ＯＮ／ＯＦＦ制御シーケンス）も同一である。

【0033】

その後、露光エリアＥＡ１は、走査バンドＳＢ１、ＳＢ２を往復移動（周回移動）し、同時に露光エリアＥＡ２は、走査バンドＳＢ３、ＳＢ４を往復移動（周回移動）する。３回目の走査でそれぞれ露光対象箇所ＳＡ１、ＳＡ２を通過するとき、３回目の未達多重露光動作ＭＥ３が実行される。

【0034】

合計３回に渡って未達多重露光動作ＭＥ１、ＭＥ２、ＭＥ３が実行されると、露光対象箇所ＳＡ１、ＳＢ２に対する積算光量がフォトレジストの閾値を超える。その結果、フォトレジストにパターンが形成される。フォトレジストがネガタイプであるため、紫外線照射箇所が硬化する。

【0035】

照度Ｉ１、ワンショット露光時間ｔ、ワンショット回数（ここでは４回）は、未達多重露光動作ＭＥ１、ＭＥ２、ＭＥ３によって積算光量がフォトレジストの閾値を超えるように定められている。本実施形態で使用されているフォトレジストは、コンタクト露光装置、プロキシミティ露光装置などに使用されることを前提とした感度特性を有するいわゆる汎用フォトレジストであり、パターン形成に必要な露光エネルギー（積算光量）は３００～６００ｍＪ／ｃｍ^２である。このフォトレジストは、マスクレス露光装置を対象として使用される高感度フォトレジストと比べ、感度が低い（閾値が高い）。

【0036】

図２では、コンタクト露光装置あるいはプロキシミティ露光装置などを使用した場合、フォトレジストの閾値を超えるのに必要となる積算光量の連続照射動作ＣＥ０を破線で示している。３回に渡って実行される未達多重露光動作ＭＥ１、ＭＥ２、ＭＥ３の積算光量は、破線で示す連続照射動作ＣＥ０の積算光量と略等しい。コンタクト露光装置あるいはプロキシミティ露光装置で連続的な露光により連続照射動作光量ＣＥ０による感光完了に到達する時間は、およそ数秒である。

【0037】

図２には、露光装置１００において、一度の走査でフォトレジストの閾値を超える多重露光動作ＭＥ０も合わせて示している。未達多重露光動作の照度Ｉ１は、多重露光動作ＭＥ０の照度と同一であるが、未達多重露光動作のワンショット露光時間ｔは、多重露光動作ＭＥ０ワンショット露光時間ｔ０よりも短い。なお、ワンショット露光時間ｔを短くする構成としては、マイクロミラーＯＮ時間を調整してもよく、あるいは走査速度を上げてワンショット露光時間ｔを短くするようにしてもよい。

【0038】

露光エリアＥＡ１、ＥＡ２の走査速度は往路復路とも一定であり、副走査方向Ｙに沿った露光ステージ１８の移動も一定速度で移動する。そのため、１回目の未達多重露光動作ＭＥ１から２回目の未達多重露光動作ＭＥ２までのインターバルＴ１と、２回目の未達多重露光動作ＭＥ１から３回目の未達多重露光動作ＭＥ２までのインターバルＴ２は、等しい。インターバルＴ１、Ｔ２は、ワンショット露光時間ｔ（数ミリ秒）、露光ピッチに応じた時間間隔ＰＴ（数ミリ秒）と比べ、長い（数秒～数十秒）。

【0039】

露光対象箇所ＳＡ１、ＳＡ２は基板Ｗの任意箇所として設定されていることから、走査バンドＳＢ１およびＳＢ２と走査バンドＳＢ３およびＳＢ４いずれの露光対象箇所においても、ワンショット露光時間ｔ、照度Ｉ１、ワンショット露光回数（４回）、露光ピッチに応じた時間間隔ＰＴが同一で、同一パターン、同一ＤＭＤ動作（マイクロミラー作動順が同一）による未達多重露光動作が、同じインターバルで３回行われる。このような多重走査による同一箇所への同一の未達多重露光動作を繰り返すことにより、良好なパターンを形成することができる。

【0040】

図４は、現像したビア部付近の断面を概略的に示した図である。

【0041】

ビア部ＶＰ１、ＶＰ２は、紫外線が照射されずに現像時に溶解除去された部分である。ビア部ＶＰの周囲のフォトレジストＦＲは、紫外線が照射されて不溶化、硬化している。図４（Ａ）に示すビア部ＶＰ１は、図２の多重露光動作ＭＥ０によって形成されたビア部であり、図４（Ｂ）に示すビア部ＶＰ２は、未達多重露光動作ＭＥ１～ＭＥ３によって形成されたビア部である。

【0042】

図４（Ａ）に示すように、１回の多重露光動作でビア部ＶＰ１を形成した場合、深度を増すごとに光重合反応の範囲が拡散していることなどに起因して、ビア壁面がテーパー状に形成されている。また、低感度特性を有するフォトレジストＦＲに対して比較的高い照度Ｉ１によるワンショット露光を行うため、表面硬化が不十分による光沢、発色の不良が生じ、表面部のみ露光過多となってクラック発生などが生じる。

【0043】

一方、図４（Ｂ）に示すように、未達多重露光動作ＭＥ１～ＭＥ３によって形成されるビア部ＶＰ２は、光重合反応が段階的に複数回（３回）に渡って生じ、１回の未達多重露光動作による光重合反応の拡散が抑えられる。その結果、ビア壁面はテーパー状にならずに垂直壁面となる。また、ワンショット露光時間が短いため、一度の未達多重露光動作による積算光量は抑えられるため、レジスト表面外観やパターン形状の不良などが発生しない。

【0044】

さらに、段階的に光重合反応が生じた履歴として、フォトレジスト断面には、横方向（表面方向）に沿って縞模様Ｍが形成されている。このような縞模様Ｍを基板全体に均一に生じさせるため、循環的な往復走査方式を採用し、未達多重露光動作を行う時間間隔を一定にしている。

【0045】

図５は、多重露光動作のフローを示した図である。

【0046】

露光装置１００は、ＣＡＤ／ＣＡＭデータと一緒に露光データなどの露光設定情報をコントローラ３０にロードし、続いて搬送装置（図１では不図示）が基板を露光ステージ１８に載置する（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。照度調整の後、露光装置１００によって、アライメントマーク位置の計測が行われ、基板Ｗの位置、歪が計測される（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。そして、コントローラ３０は、アライメントマーク情報に基づいて露光データを補正し（Ｓ１０５）、ステージ駆動機構２９に対する駆動制御によって多重走査を実行し、ＤＭＤ駆動回路２４の制御によって未達多重露光動作を繰り返す（Ｓ１０６）。基板Ｗ全体の描画が終了すると、次の基板に交換する（Ｓ１０７）。

【0047】

このように本実施形態によれば、露光装置１００において、照度Ｉ１、ワンショット露光時間ｔ、ワンショット回数（４回）、パターン光が同一である未達多重露光動作ＭＥ１、ＭＥ２、ＭＥ３を、３回の走査に渡って間欠的に実行し、また、同一箇所に対して同じインターバルで行う。

【0048】

コンタクト露光装置を前提とした低感度のフォトレジストに対応した多重露光動作を行うことによって、低感度のフォトレジストに対してもパターンを良好に形成することができる。また、走査速度を上げて多重走査を行うことで、同一箇所に対して複数回露光動作を行っても、スループット低下を抑えることができる。

【0049】

露光エリアを隣り合う走査バンドに沿って往復移動させる構成の代わりに、同一走査バンドを往復走査させてもよい。この場合、復路では露光動作を行わないことによって、同一インターバルによる未達多重露光動作を行うことができる。

【0050】

ワンショット露光時間、露光回数、照度、未達多重露光動作の回数などは、フォトレジストの感度特性などによって適宜定めればよい。また、ポジ型のフォトレジストも適用することができる。

【0051】

次に、図６を用いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、ワンショット露光時の照度が抑えられる。

【0052】

図６は、第２の実施形態における多重露光動作のタイミングチャートを示した図である。

【0053】

未達多重露光動作ＭＥ１’～ＭＥ３’それぞれのワンショット露光回数は第１の実施形態と同じ回数（４回）であるが、第１の実施形態の照度Ｉ１よりも低い照度Ｉ２で露光が行われる。照度Ｉ２は、コンタクト露光装置、プロキシミティ露光装置などに設定される照度に相当している。その一方で、ワンショット露光時間ｔ’は、第１の実施形態と比べて長い。未達多重露光動作ＭＥ１’～ＭＥ３’の行われるインターバルＴ１’、Ｔ２’は等しい。このように、一回の露光時の照度を抑えることによっても、フォトレジストに対して段階的な光重合反応を生じさせることができる。

【0054】

第１、第２の実施形態では、未達多重露光動作の回数は、積算露光量がフォトレジストの露光感度、すなわちパターンが現れるのに必要な露光量を超えるように定められている。しかしながら、ネガ型フォトレジストの場合、単に露光感度を超えるだけでなく、レジストが十分硬化するのに必要な積算露光量を与える多重露光動作が求められる場合もある。この場合、未達多重露光動作の回数を、閾値を上回る値に基づいてより多くの回数に設定してもよい。さらに、１回の多重露光動作で露光感度を超える場合でも、同一箇所に対する複数回の走査によって多重露光動作を繰り返し行うように構成することで、レジストの十分な硬化を図ることができる。

【符号の説明】

【0055】

１０ 露光ヘッド
１９ ステージ駆動機構（走査部）
２２ ＤＭＤ（光変調素子アレイ）
３０ コントローラ（露光制御部、走査部）
１００ 露光装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】