JPH06283418A - 周辺露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被露光領域に応じた所望の形状に露光を行な
うことを可能とする周辺露光装置を得る。 【構成】 周辺露光装置において、表面に感光剤が塗布
された基板上の所定の照射領域に前記光源からの光を導
くライトガイド手段の射出端と前記表面とを所定の移動
方向に沿って相対的に移動させる移動手段を有し、ライ
トガイド手段がその入射端の像を前記射出端に形成する
イメージガイド手段を有し、その入射端に、開口部の形
状を変化させる開口形状可変手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば、半導体及び液晶
表示パネルの製造工程おいて、基板周辺部の不要感光層
を事前に感光させるのに用いる周辺露光装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電卓、ワープロ、パソコン、携帯
テレビ等の表示素子として、液晶表示パネルが多用され
るようになった。この液晶表示パネルは、角形プレート
としてのガラス基板上に透明薄膜電極をフォトリソグラ
フィの手法で所望の形状にパターニングして形成され
る。そのための装置として、マスク上に形成された原画
パターンを投影光学系を介してガラス基板上のフォトレ
ジスト層に露光する、ミラープロジェクション方式のア
ライナーやステップアンドリピート方式のステッパーが
が使用されている。被露光手段としてのガラス基板は年
々大型化し、最近では５００ｍｍ×５００ｍｍ程度のサ
イズのものが使われている。

【０００３】このようなガラス基板上に原画パターンを
投影露光するアライナーやステッパーにおいては、通常
そのガラス基板のほぼ全面に複数の同一なマスクパター
ンを露光している。この場合、各マスクパターンの露光
領域は、ガラス基板の周辺部において、大きいもので数
十ｍｍ程度の余白を作るように配列される。

【０００４】従って、ポジ型レジストを用いてリソグラ
フィ工程を行なうと、ガラス基板の周辺部（余白）は未
露光であるので、現像処理後にレジストが残存すること
になる。この残存レジストは、ガラス基板の上面だけで
なく、ガラス基板の端面に付着していることもある。

【０００５】このため、リソグラフィ工程の後、ガラス
基板の端面が何らかのストッパーによって係止される際
に、その端面の残存レジストが剥離してゴミとなるとい
う問題があった。又、上記工程の都合上、ガラス基板以
外のレジスト塗布面上の周辺部に残ったレジストを除去
したいという要求がある。

【０００６】同様に、ＩＣやＬＳＩなどの半導体装置の
製造に際しては、微細パターンを形成するに当ってシリ
コン基板などの表面にレジストを塗布し、露光、現像を
行なってレジストパターンを形成し、このレジストパタ
ーンをマスクとしてイオン注入、エッチング、リソグラ
フィなどの加工が施され、所望の微細パターンが得られ
る。

【０００７】このような工程において、レジスト塗布後
の基板は、その周辺部が把持されながら搬出される。こ
の時、把持部分のレジストに剥離が生じることがある。
これは、基板カセットなどの収納器の壁に擦れた場合
や、基板の現像処理中に生じたりする。このような不要
レジストが剥離し塵となると、正しいパターンを形成で
きなくなり、半導体装置の歩留を極端に低下させてしま
う。これは、特に集積回路の高機能化および微細化が進
みつつある現在、深刻な問題となっている。

【０００８】そこで最近では、パターン形成のための露
光工程とは別に、基板周辺部の不要レジストを現像工程
で除去するために、別途露光を行なう周辺露光法が用い
られている。この周辺露光法は、レジストの塗布された
基板の周辺部に対して、ライトガイドファイバで導かれ
た光を照射しつつ、この基板とライトガイドファイバと
を基板の表面方向に沿って相対的に移動、または回転さ
せるものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現像工
程で除去する必要のあるレジストの形成されている部分
は、その形状が一様ではない。例えば、後の工程で保持
部分となる部位はその面積、形状、位置がウエハ基板や
保持機構の種類などによって異なっている。また基板の
全面に複数の同一パターンが形成される際には、除去す
べきレジスト部が基板周辺の比較的幅広い部分だけでな
く基板中央部のパターン周辺、即ち隣接するパターンの
間部という比較的幅の狭い部分も含まれる場合がある。

【００１０】従来の周辺露光装置では、単に基板周辺部
を周状に露光するためのものであり、例えば、上記のよ
うに基板中央部など基板周辺部以外の周辺部の幅より狭
い幅の領域を露光する場合については考慮されておら
ず、もしこのような従来の装置で無理に露光すると、必
要なレジスト部分まで露光してしまう恐れがあった。

【００１１】本発明は、上記問題を解消し、被露光領域
に応じた所望の形状に露光を行なうことを可能とする周
辺露光装置を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明に係る周辺露光装置では、光
源と、表面に感光剤が塗布された基板上の所定の照射領
域に前記光源からの光を導くライトガイド手段と、該ラ
イトガイド手段の射出端と前記表面とを所定の移動方向
に沿って相対的に移動させる移動手段を有する周辺露光
装置において、前記ライトガイド手段は、その入射端の
像を前記射出端に形成するイメージガイド手段を有し、
前記入射端に、開口部の形状を変化させる開口形状可変
手段を設けたものである。

【００１３】

【作用】本発明においては、表面に感光剤が塗布された
基板上の所定の照射領域に光源からの光を導くライトガ
イド手段がイメージガイド手段を有するものであり、そ
の入射端に開口部の形状を変化させる開口形状可変手段
を設けたものである。

【００１４】イメージガイド手段は、入射端の像を射出
端に形成するものであるため、開口部の形状がそのまま
基板表面上に投射され、照射領域の形状となる。従って
本発明によれば、開口形状可変手段を制御することによ
って開口部の形状、即ち照射領域の形状を任意の大き
さ、形に変化させることができる。よって、照射領域を
基板表面上で走査させつつ露光を行う際、被露光領域が
どのような形状、面積であってもそれに応じた照射領域
形状で露光を行うことが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明を実施例をもって説明する。
図１は本発明の一実施例による周辺露光装置を示す概略
構成図である。本実施例は、光源ランプ１を含む照明光
学系と、該照明光学系からの照明光をステージ８上に載
置された基板７の表面上に導くイメージガイドファイバ
１０からなるイメージガイド手段とから構成され、イメ
ージガイドファイバ１０の入射端１０ａ側に開口形状可
変手段としての可変絞り１１が設けられている。

【００１６】なお、図１に示す周辺露光装置は、２組の
イメージガイドファイバ１０を有するうする構成されて
いるが、説明を簡単にするために、一方のイメージガイ
ドファイバについてのみ説明する。また、図１では基板
７の表面に沿ってＸ軸、Ｙ軸をとり、この表面の法線方
向にＺ軸をとる座標系を採用している。

【００１７】まず照明光学系において、光源としてのラ
ンプ１は楕円鏡２の第１焦点位置付近に配置され、基板
７上のレジストに対する感光性を持つ波長（露光波長）
域の照明光（露光光）を供給する。ランプ１からの照明
光は楕円鏡２によって楕円鏡２の第２焦点位置付近に集
光するよう反射される。なお、楕円鏡２の代わりに放物
面鏡を用いても良い。楕円鏡２によって反射された露光
光は、楕円鏡２の反射方向に斜設された反射鏡３を介し
てイメージガイドファイバ１０の入射端１０ａへ入射す
る。

【００１８】ここで、入射端１０ａに近傍には、開口部
の形状を変化させられる構成とした絞り１１が配置され
ており、反射鏡３からの露光光派、この可変絞り１１を
介して入射端１０ａに入射する。

【００１９】ここでは、楕円鏡２と反射鏡３との間にシ
ャッタ４が光路中から出し入れ可能に配置されている。
このシャッタ４は、周辺露光を行なう際に楕円鏡２と反
射鏡３間の光路外に位置し、それ以外の時はこの光路中
に挿入され、露光光を遮光する。また、反射鏡３をダイ
クロイックミラーで構成し、ダイクロイックミラーの透
過方向に配置しているセンサー５によって光量を測定し
ている。

【００２０】イメージガイドファイバ１０は、本来入射
端の像を射出端に伝達するものであるため、射出端１０
ｂには露光光による入射端１０ａの像が形成される。そ
して、射出端１０ｂからの光によってステージ８上の基
板７表面上には入射射端１０ａの開口部形状に相似な形
状の照射領域が形成される。従って、可変絞り１１の開
口部形状を変化させることによってこの照射領域の形状
を変化させることができ、基板７上の露光範囲をも変化
させることが可能となる。

【００２１】この可変絞り１１は、例えば図２に示す如
く、略Ｌ字形状の２枚の遮光板１１ａ，１１ｂを有し、
これら遮光板１１ａ，１１ｂが各々図中ＸＺ方向（紙面
内方向）に移動可能に構成される。従ってこの２枚の遮
光板１１ａ，１１ｂの移動によって開口部の形状を変化
させることができる。この可変絞り１１は絞り駆動部１
５によって駆動される。

【００２２】さらに、イメージガイドファイバ１０の射
出端１０ｂは、移動機構１３によって図中ＸＹ方向に駆
動されるアーム１２によって保持されている。また、基
板７は、基板７の表面内方向（図中ＸＹ方向）に移動可
能なステージ８上に載置され、このステージ８は駆動機
構９によって駆動される。

【００２３】これら移動機構１３、駆動機構９および絞
り駆動機構９は制御部１４によって制御される。この制
御部１４には、予め被処理物の不要レジスト部分の幅や
長さが等周辺露光すべき領域に関するデータが記憶され
ている。このデータは、キーボード等の入力部によって
入力されても良い。

【００２４】また本実施例においては、上述のセンサー
５からの出力に基づいてモニターユニット６によって基
板７上での露光量が算出され、その結果が制御部１４へ
出力される。

【００２５】アーム１２にはエッジ検出用フォトセンサ
（不図示）がイメージガイドファイバ１０の射出端１０
ｂと一体に移動可能に設けられており、まずこのエッジ
検出用フォトセンサによって基板７の端部が光学的に検
出され信号が出力される。

【００２６】制御部１４は、上記データに基づいて、露
光時間、射出端１０ｂの設定位置、射出端１０ｂと基板
７との相対的移動速度等が決定される。具体的には、周
辺露光すべき領域のＸ方向の位置に基づいて射出端１０
ｂのＸ方向の位置を算出し、モニターユニット６からの
出力により移動速度を算出する。

【００２７】これらの結果に従って制御部１４は移動機
構１３制御して射出端１０ｂを算出された設定位置に移
動させ、駆動機構９を制御して基板７を算出された速度
で移動させる。もちろん射出端１０ｂの方を移動させる
構成としても良い。そして不図示のエッジ検出用フォト
センサが基板７の端部を検出すると、制御部１４はシャ
ッタ４を光路害へ退避させて週へ露光を開始させる。

【００２８】以上のような構成の周辺露光装置を用いて
図３（ａ）に斜線部で示す基板周辺部を露光する場合の
動作を示す。まず基板７を移動機構９によって駆動制御
されるステージ８上に載置し、真空吸着等によって固定
する。

【００２９】次に、センサー５によって露光量を測定
し、この測定値を基に露光時間および移動速度を決定
し、前述のフォトセンサによるエッジ検出を開始しなが
ら射出端１０ｂを移動させ、エッジから所定距離の周辺
部を露光する位置に設定する。また制御手段１４に記憶
されているデータから、露光すべき周辺部の幅を読み出
し、これに対応するよう可変絞り１１を調整する。シャ
ッタ４を開いて射出端１０ｂが基板７の一辺に沿って移
動するよう駆動機構９と移動機構１３を制御し駆動さ
せ、その一辺の周辺部分を露光する。

【００３０】続いて、上記一辺の周辺露光が終了した時
点でステージ８を９０度回転させるかあるいはアーム１
２を移動させながら、基板７の他端に向かって射出端１
０ｂを移動させながら次の一辺の周辺部を露光する。こ
の時、不要レジストの露光領域の幅が前の周辺部と異な
る場合には、照射領域がその幅に合う照射幅となるよう
可変絞り１１を調整する。この操作を繰り返すことによ
って、基板７の４辺の周辺部を、例えそれぞれの露光領
域の幅が異なっていても一定の移動速度で露光すること
ができる

【００３１】また、可変絞り１１と駆動機構９と移動機
構１３とを同時に制御することによって図３（ｂ）に示
すような複雑な露光領域も一定の移動速度で露光するこ
とも可能である。また、照射領域の面積を大きく移動方
向に大きくした場合、単位時間あたりの露光量が増加
し、逆に小さくした場合には単位時間あたりの露光量が
減少することになるので、例えば不要レジストの膜厚が
一様でなく厚くなったり薄くなったしている場合にも可
変絞り１１を制御することによって単位時間あたりの露
光量を膜厚に応じて変化させることも可能である。

【００３２】以上に示した実施例においては、入射端１
０ａの開口形状可変手段として可変絞り１１を用いた
が、本発明はこれに限られるものではなく、例えば１次
元方向、２次元方向、円形等様々な可変絞りや、各種シ
ャッタ、不要レジストの露光を行う被処理物に応じて適
宜選択すれば良い。

【００３３】また、前述したように、イメージガイドフ
ァイバは入射端の像を射出端に形成するものであるの
で、入射端にマスクを配置し、基板の識別記号、文字等
を転写することもできる。もちろん、開口形状可変手段
はこれら複数のもの組替え可能に設けても良い。

【００３４】なお、本発明の構成では、イメージガイド
ファイバの射出端と基板表面との間には何も配置されな
いので、射出端を基板表面に非常に接近させることが容
易にでき、照射領域像は半影ぼけの少ない輪郭のはっき
りしたものを得ることができる。

【００３５】従って、不要レジストを残したりあるいは
必要な部分のレジストまで露光してしまったりすること
なく露光すべき部分のみをシャープに露光できる。もち
ろん上記のように文字を転写させる場合も有効である。
また、射出端に絞り等を配置する形式の装置に比べて、
射出端の質量が小さいため、この射出端を移動させる移
動機構の簡略化を図ることができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、イメージ
ガイド手段の入射部に設けられた開口形状可変手段を制
御することによって、被露光領域がどのような形状およ
び面積であってもそれに応じた照射領域形状で一定の移
動速度を維持しつつ露光を行うことが可能となった。

【００３７】また、本発明の構成から、イメージガイド
手段の射出端を基板表面に非常に接近させることが容易
にでき、照射領域像は半影ぼけの少ない輪郭のはっきり
した照射領域像が得られるので露光すべき部分のみをシ
ャープに露光できるだけでなく、射出端に絞り等を配置
する形式の装置に比べて射出端の移動に伴う可動部が少
なくてすむので、装置の構成が簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による周辺露光装置の概略構
成図である。

【図２】可変絞りの具体的な構成の一例を示す平面図で
ある。

【図３】本発明の実施例による周辺露光の一例を示す平
面図である。

【符号の説明】

１：ランプ ２：楕円鏡 ３：反射鏡 ４：シャッタ ５：センサー ６：モニターニット ７：基板 ８：ステージ ９：駆動機構 １０：イメージガイドファイバ １１：可変絞り １２：アーム １３：移動機構 １４：制御部 １５：絞り駆動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、表面に感光剤が塗布された基板
   上の所定の照射領域に前記光源からの光を導くライトガ
   イド手段と、該ライトガイド手段の射出端と前記表面と
   を所定の移動方向に沿って相対的に移動させる移動手段
   を有する周辺露光装置において、 前記ライトガイド手段は、その入射端の像を前記射出端
   に形成するイメージガイド手段を有し、 前記入射端に、開口部の形状を変化させる開口形状可変
   手段が設けられていることを特徴とする周辺露光装置。