(57)【要約】【課題】周辺露光を行ってレジスト膜の不要部分を除去する際に、当該レジスト膜のエッジ部分におけるダレ幅を減少させることができる周辺露光用光源装置を提供する。【解決手段】被露光物１，１ａの外周近傍領域を露光する周辺露光を行う際に使用される周辺露光用光源装置１０を、光を出射する放電ランプ１１と、前記放電ランプ１１からの出射光を反射する楕円集光ミラー１３と、前記楕円集光ミラー１３からの反射光を前記被露光物１，１ａへ導光するライトガイド１６と、前記被露光物１，１ａに所定角度を超える傾きを持って入射することになる斜め光成分の照射を規制し、前記斜め光成分以外の光成分を前記被露光物１，１ａに向けて照射させる斜め光成分規制部１７と、を備えて構成する。【選択図】図２
2014036128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被露光物の外周近傍領域を露光する周辺露光を行う際に使用される周辺露光用光源装置であって、
光を出射する放電ランプと、
前記放電ランプからの出射光を反射する楕円集光ミラーと、
前記楕円集光ミラーからの反射光を前記被露光物へ導光するライトガイドと、
前記被露光物に所定角度を超える傾きを持って入射することになる斜め光成分の照射を規制し、前記斜め光成分以外の光成分を前記被露光物に向けて照射させる斜め光成分規制部と
を備えることを特徴とする周辺露光用光源装置。
【請求項２】
前記斜め光成分規制部は、前記楕円集光ミラーと前記ライトガイドとの間で当該楕円集光ミラーによる反射光の一部を遮光する遮光部材からなる
ことを特徴とする請求項１記載の周辺露光用光源装置。
【請求項３】
前記遮光部材は、着脱自在に構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の周辺露光用光源装置。
【請求項４】
前記斜め光成分規制部は、前記放電ランプからの出射光の一部を前記楕円集光ミラーにより前記ライトガイドへ向けて反射させないための非反射部からなる
ことを特徴とする請求項１記載の周辺露光用光源装置。
【請求項５】
前記斜め光成分規制部は、前記楕円集光ミラーと前記ライトガイドとの間で当該楕円集光ミラーによる反射光の進行方向の変換する選択的集光部材からなる
ことを特徴とする請求項１記載の周辺露光用光源装置。
【請求項６】
前記斜め光成分規制部は、前記ライトガイドの光入射側における開口数ＮＡよりも前記楕円集光ミラーの開口部における開口数ＮＡを小さくすることで前記斜め光成分の照射を規制するものである
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の周辺露光用光源装置。
【請求項７】
前記斜め光成分規制部は、前記楕円集光ミラーによる全反射光について前記ライトガイドの側からみた立体角を１００％とした場合に、前記ライトガイドへの全入射光について当該ライトガイドの側からみた立体角が４２〜９５％となるように、前記斜め光成分の照射を規制するものである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の周辺露光用光源装置。
【請求項８】
前記斜め光成分規制部は、前記ライトガイドへの入射光の最大入射角が、当該ライトガイドの入射端面の中心軸に対して９．０〜１３．５°となるように、前記斜め光成分の照射を規制するものである
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の周辺露光用光源装置。
【請求項９】
前記非反射部は、前記楕円集光ミラーの開口端から設けられており、当該楕円反射ミラーの反射部の面積を１００％とした場合に、当該非反射部の面積が２２．５〜７３．５％となるように設けられた
ことを特徴とする請求項４記載の周辺露光用光源装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被露光物の外周近傍領域を露光する周辺露光を行う際に使用される周辺露光用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスの中には、フォトリソグラフィ技術を利用したプロセスがある。このプロセスでは、感光剤（フォトレジスト）の塗布（コート）と現像（デベロップ）を行う半導体製造装置としてコータ／デベロッパが使用される。そして、コータ／デベロッパにてレジスト膜が形成されたウエハ基板は、コータ／デベロッパから露光装置に搬送されて、その露光装置で微細な回路パターンが転写された後、再度コータ／デベロッパに搬送されて、パターン転写後のレジスト膜が現像される。これにより、ウエハ基板上には、微細な回路パターンに対応するレジストパターンが形成される。
【０００３】
ところで、コータ／デベロッパにおいて、フォトレジストは、ウエハ基板を回転させながら当該ウエハ基板の表面上に塗布される。そのため、例えば図８（ａ）に示すように、ウエハ基板１の表面上においては、その外周近傍領域を含めた全面に対して、レジスト膜１ａが形成されることになる。
ただし、レジスト膜１ａが形成されたウエハ基板１は、前述した露光や現像等のために搬送される際に、当該ウエハ基板１の外周近傍領域が保持されてハンドリングされる。したがって、ウエハ基板１の外周近傍領域までレジスト膜１ａでコートされていた場合には、ハンドリング時にレジスト膜１ａが剥離してパーティクルが発生してしまい、その結果として歩留まりの低下を招いてしまうおそれがある。
【０００４】
このことから、半導体製造プロセスでは、パーティクルの発生を抑制するために、事前にウエハ基板１の外周近傍領域に対する露光を行い、その外周近傍領域におけるレジスト膜１ａの不要部分を現像して除去する前処理工程が実施されている。この前処理工程で行う処理を「周辺露光」という。また、周辺露光に使用される光源が、周辺露光用光源装置である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９４５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ウエハ基板１に対する周辺露光を行う場合には、レジスト膜１ａの除去角度が重要視される。周辺露光は、上述したように、主として、ウエハ基板１の端部付近の膜剥がれ防止（パーティクル発生抑制）を目的とする。ところが、ウエハ基板１上におけるレジスト膜１ａの使用可能面積は、極力広いほうが望ましい。これらのことから、ウエハ基板１の外周近傍領域において、レジスト膜１ａは、例えば図８（ｂ）に示すように、シャープに（すなわち立ち上がりが急峻に）除去されることが理想とされている。
【０００７】
しかしながら、従来の周辺露光用光源装置を用いて周辺露光を行った場合、現実には、例えば図８（ｃ）に示すように、レジスト膜１ａのエッジ部分が、シャープではなく、なだらかな傾斜を有して除去されてしまう。具体的には、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）露光時に、レジスト膜１ａの膜厚をｔμｍとした場合であれば、当該レジスト膜１ａのエッジ部分が、２１．５ｔ〜２３．５ｔμｍ程度のダレ幅を持つことになる。このように、ダレ幅が大きくなると、パーティクルの発生を抑制する上では好ましくない。
【０００８】
そこで、本発明は、周辺露光を行ってレジスト膜の不要部分を除去する際に、当該レジスト膜のエッジ部分におけるダレ幅を減少させて当該エッジ部分をシャープにすることのできる周辺露光用光源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】
【０００９】
上述した目的達成のために、本願発明者は、先ず、レジスト膜のエッジ部分に傾斜が生じてしまう要因について検討した。レジスト膜のエッジ部分における傾斜は、照射光の光量分布による疎露光部によって生じていると考えられる。さらに詳しくは、照射光が斜め光成分を含んでおり、その斜め光成分による光の広がりによって、レジスト膜のエッジ部分の周辺に疎露光部が生じてしまうためと考えられる。なお、ここでいう「斜め光成分」については、その詳細を後述する。
この考えに基づけば、斜め光成分の傾き角度が大きくなるほど、レジスト膜のエッジ部分におけるダレ幅も大きくなる。つまり、レジスト膜のエッジ部分におけるダレ幅を減少させて当該エッジ部分をシャープにするためには、当該レジスト膜に対する照射光に含まれる斜め光成分を規制して、当該照射光に含まれる斜め光成分以外の光成分の比率を高くすればよい。
その一方で、周辺露光では、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）のように、広く利用される波長帯域の光を用いることが好ましい。ただし、このような波長帯域の光を出射する光源は、放射状に光を出射するもの、すなわち斜め光成分を含む光を出射するものが一般的である。つまり、出射光は、斜め光成分を含まざるを得ない。
これらの点を踏まえた上で、鋭意検討を重ねた結果、本願発明者は、光の出射元から被露光物までのいずれかの箇所にて、当該光に含まれる斜め光成分を規制して、当該被露光物に対する照射光の広がりを抑制することで、当該照射光の強度分布が改善され、レジスト膜のエッジ部分におけるダレ幅を減少させ得るのではないかとの着想に至った。
本発明は、上述した本願発明者による新たな着想に基づいてなされたものである。
【００１０】
本発明の第１の態様は、被露光物の外周近傍領域を露光する周辺露光を行う際に使用される周辺露光用光源装置であって、光を出射する放電ランプと、前記放電ランプからの出射光を反射する楕円集光ミラーと、前記楕円集光ミラーからの反射光を前記被露光物へ導光するライトガイドと、前記被露光物に所定角度を超える傾きを持って入射することになる斜め光成分の照射を規制し、前記斜め光成分以外の光成分を前記被露光物に向けて照射させる斜め光成分規制部とを備えることを特徴とする周辺露光用光源装置である。
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の発明において、前記斜め光成分規制部は、前記楕円集光ミラーと前記ライトガイドとの間で当該楕円集光ミラーによる反射光の一部を遮光する遮光部材からなることを特徴とする。
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の発明において、前記遮光部材は、着脱自在に構成されていることを特徴とする。
本発明の第４の態様は、第１の態様に記載の発明において、前記斜め光成分規制部は、前記放電ランプからの出射光の一部を前記楕円集光ミラーにより前記ライトガイドへ向けて反射させないための非反射部からなることを特徴とする。
本発明の第５の態様は、第１の態様に記載の発明において、前記斜め光成分規制部は、前記楕円集光ミラーと前記ライトガイドとの間で当該楕円集光ミラーによる反射光の進行方向の変換する選択的集光部材からなることを特徴とする。
本発明の第６の態様は、第１から５のいずれか１態様に記載の発明において、前記斜め光成分規制部は、前記ライトガイドの光入射側における開口数ＮＡよりも前記楕円集光ミラーの開口部における開口数ＮＡを小さくすることで前記斜め光成分の照射を規制するものであることを特徴とする。なお、開口数ＮＡについては、その詳細を後述する。
本発明の第７の態様は、第１から６のいずれか１態様に記載の発明において、前記斜め光成分規制部は、前記楕円集光ミラーによる全反射光について前記ライトガイドの側からみた立体角を１００％とした場合に、前記ライトガイドへの全入射光について当該ライトガイドの側からみた立体角が４２〜９５％となるように、前記斜め光成分の照射を規制するものであることを特徴とする。なお、ここでいう「立体角」については、その詳細を後述する。
本発明の第８の態様は、第１から７のいずれか１態様に記載の発明において、前記斜め光成分規制部は、前記ライトガイドへの入射光の最大入射角が、当該ライトガイドの入射端面の中心軸に対して９．０〜１３．５°となるように、前記斜め光成分の照射を規制するものであることを特徴とする。
本発明の第９の態様は、第４の態様に記載の発明において、前記非反射部は、前記楕円集光ミラーの開口端から設けられており、当該楕円反射ミラーの反射部の面積を１００％とした場合に、当該非反射部の面積が２２．５〜７３．５％となるように設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、周辺露光を行ってレジスト膜の不要部分を除去する際に、当該レジスト膜のエッジ部分におけるダレ幅を減少させて当該エッジ部分をシャープにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る周辺露光用光源装置の基本的な概略構成例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態における周辺露光用光源装置の特徴的な構成例および当該構成例による照射光の光量分布を示す説明図である。
【図３】立体角の概念を例示する説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態における周辺露光用光源装置の要部構成例を示す説明図である。
【図５】本発明の第３実施形態における周辺露光用光源装置の要部構成例を示す説明図である。
【図６】本発明の第４実施形態における周辺露光用光源装置の要部構成例を示す説明図である。
【図７】従来構成の周辺露光用光源装置による照射光の光量分布を示す説明図である。
【図８】周辺露光を行った場合のレジスト膜エッジ部分の具体例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明に係る周辺露光用光源装置について説明する。
本実施形態では、以下の順序で項分けをして説明を行う。
１．第１実施形態
１−１．周辺露光用光源装置の構成
１−１−１．全体構成
１−１−２．特徴的な構成
１−２．周辺露光用光源装置による光照射動作例
１−３．第１実施形態の効果
１−４．変形例
２．第２実施形態
３．第３実施形態
４．第４実施形態
５．他の実施形態
【００１４】
［１．第１実施形態］
はじめに、本発明の第１実施形態を説明する。
【００１５】
＜１−１．周辺露光用光源装置の構成＞
先ず、周辺露光用光源装置の構成について説明する。
【００１６】
（１−１−１．全体構成）
図１は、本発明に係る周辺露光用光源装置の基本的な概略構成例を示す説明図である。
周辺露光用光源装置１０は、被露光物に対する周辺露光を行う際に使用されるものである。被露光物としては、外周近傍領域を含む全面にレジスト膜１ａが形成されたウエハ基板１であり、当該レジスト膜１ａに対する光照射が行えるような状態で回転ステージ２上に載置されたものが挙げられる。このような被露光物の外周近傍領域（例えば、外周端縁から径方向で１．５ｍｍの範囲に属する領域）に対して、周辺露光用光源装置１０は、周辺露光を行うのである。
【００１７】
そのために、周辺露光用光源装置１０は、放電ランプ１１と、電源部１２と、楕円集光ミラー１３と、シャッター１４ａと、絞り１４ｂと、電動ファン１５と、ライトガイド１６と、を備えている。
【００１８】
放電ランプ１１は、光を出射する光源として機能するものである。放電ランプ１１が出射する光としては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）のような紫外光が挙げられる。このような紫外光は、放電ランプ１１として水銀と不活性ガスが封入された水銀放電ランプを用いることで出射することが可能である。ただし、放電ランプ１１としては、周辺露光に用いることが可能な波長帯域の光を出射するものであれば、他種類の光源を用いても構わない。
【００１９】
電源部１２は、放電ランプ１１を点灯させるためのものであり、当該点灯を制御する制御回路を含んでいる。
【００２０】
楕円集光ミラー１３は、放電ランプ１１からの出射光を、ライトガイド１６へ向けて反射・集光するものである。楕円集光ミラー１３は、第１焦点２０と第２焦点２１を有しており、第１焦点２０と点灯した放電ランプ１１の陰極側電極先端部近傍に位置する輝点とが一致するように、また第２焦点２１がライトガイド１６の入射端面近傍に位置するように設計されている（例えば図４参照）。
【００２１】
シャッター１４ａは、楕円集光ミラー１３からの反射光につき、ライトガイド１６への透過・遮光を切り替えるものである。
【００２２】
絞り１４ｂは、ライトガイド１６への光量を機械的に調整するものである。
【００２３】
電動ファン１５は、周辺露光用光源装置１０の内部温度をコントロールするものである。
【００２４】
ライトガイド１６は、楕円集光ミラー１３からの反射光を被露光物へ導光するものである。ライトガイド１６としては、例えば、複数本の光ファイバから構成される石英製ファイバアレーを用いることが考えられる。このようなライトガイド１６を用いれば、楕円集光ミラー１３からの反射光を、例えば被露光物の配置にスペース的な制約等があっても、確実に当該被露光物まで導光することが容易に実現可能となる。
【００２５】
（１−１−２．特徴的な構成）
図２は、本発明の第１実施形態における周辺露光用光源装置の特徴的な構成例および当該構成例による照射光の光量分布を示す説明図である。
上述したように、第１実施形態の周辺露光用光源装置１０は、光を出射する光源として放電ランプ１１を使用する。この放電ランプ１１は、放射状に光を出射するもの、すなわち斜め光成分を含む光を出射するものである。したがって、楕円集光ミラー１３がライトガイド１６へ向けて反射・集光する光にも、斜め光成分が含まれることになる。そして、ライトガイド１６の入射面に入射した斜め光成分は、ライトガイド１６内を伝播し、出射端面より出射することにより、ウエハ基板１上のレジスト膜１ａまで到達する。
なお、本明細書における「斜め光成分」とは、ライトガイド１６の入射端面に入射する光の入射角、あるいは出射端面から出射される光の出射角が、所定角度を超える傾きを持つ光のことを言う。
このような斜め光成分がウエハ基板１上のレジスト膜１ａまで到達すると、その斜め光成分による光の広がりによって疎露光部が生じてしまい、当該レジスト膜１ａのエッジ部分に傾斜が生じて当該エッジ部分におけるダレ幅が大きくなってしまう要因となり得る。例えば、照射光が広がらずに、その光量分布が狭い場合には（例えば図２参照）、露光に必要な照射光量を下回る疎露光部の領域が狭まり、レジスト膜１ａのエッジ部の傾斜がシャープとなる。一方、照射光の広がりによりその光量分布が広い場合には（例えば図７参照）、疎露光部の領域が広がる結果、レジスト膜１ａのエッジ部の傾斜はブロードとなる。つまり、斜め光成分の傾き角度が大きくなるほど、レジスト膜１ａのエッジ部分におけるダレ幅も大きくなるので、レジスト膜１ａのエッジ部分におけるダレ幅を減少させて当該エッジ部分をシャープにするためには、当該レジスト膜１ａに対する照射光に含まれる斜め光成分を規制して、当該照射光に含まれる斜め光成分以外の光成分の比率を高くすればよいと考えられる。  
【００２６】
このことから、第１実施形態の周辺露光用光源装置１０は、特徴的な構成として、リング１７を備えている。
【００２７】
リング１７は、例えば環状の平面形状を有する板状部材からなるものであり、楕円集光ミラー１３の開口部の近傍に配置されて用いられる。このようなリング１７が配置されると、楕円集光ミラー１３の開口部は、その一部分、さらに詳しくは当該開口部の外周端縁近傍領域の部分が、当該リング１７によって覆われる。したがって、楕円集光ミラー１３による反射光は、最外角光線を含む一定量の光束がリング１７によって遮られて、ライトガイド１６には到達しないことになる（図２中におけるハッチング部分参照）。
【００２８】
リング１７によって遮られる光束は、最外角光線を含む最外角から一定量の範囲に属する光線の束なので、主として、ウエハ基板１上のレジスト膜１ａに対して所定角度（具体例については後述する。）を超える傾きを持って入射することになる斜め光成分によって構成される。一方、リング１７によって遮られずにライトガイド１６まで到達する光束は、主として、斜め光成分以外の光成分、すなわち所定角度以下の傾きで入射することになる光成分（垂直入射する光成分を含む）によって構成される。これらのことから、リング１７は、レジスト膜１ａに所定角度を超える傾きを持って入射することになる斜め光成分の照射を規制し、その斜め光成分以外の光成分をレジスト膜１ａに向けて照射するためのものと言える。
【００２９】
このような斜め光成分を遮光する遮光部材であるリング１７が、楕円集光ミラー１３とライトガイド１６との間、具体的には楕円集光ミラー１３の開口部の近傍に配置されることで、当該リング１７は、本発明における斜め光成分規制部として機能することになる。
本発明における斜め光成分規制部は、所定角度を超える傾きを持ってライトガイド入射端面に入射する斜め光成分を規制することによって、出射光に含まれる斜め光成分以外の光成分の比率を高める作用を有し、被露光物であるレジスト膜１ａに対する照射光の広がりを抑制する結果、当該照射光の強度分布が改善され、レジスト膜１ａのエッジ部分におけるダレ幅を減少させる効果を持っている。
【００３０】
ところで、ライトガイド１６は光ファイバ素線を束ねた構造をしており、光ファイバ素線の開口数ＮＡは約０．２４であることから、ライトガイド１６の最大受光角（入射角）は約１４°となる。楕円集光ミラー１３はライトガイド１６の最大受光角をやや上回るように設計されるのが一般的であり、ライトガイド１６には最大で最大受光角の傾きを持った光が入射する。ライトガイド１６に入射した光は、ライトガイド１６内を伝播し、ライトガイド１６の出射端面から入射角とほぼ同じ角度（出射角）で出射するため、被露光物であるレジスト膜１ａには入射光の角度分布（入射角度分布）とほぼ同一の角度分布を有する光が照射されることとなる。
これに対して、リング１７は、楕円集光ミラー１３による反射光のうち、最外角光線を含む一定量の光束を遮る。したがって、リング１７は、本来であれば楕円集光ミラー１３の開口部における開口数ＮＡとライトガイド１６の光入射側における開口数ＮＡとが略同一に形成されているところ、楕円集光ミラー１３の側の開口数ＮＡを本来の大きさよりも小さくすることで、結果的に楕円集光ミラー１３の開口部における開口数ＮＡをライトガイド１６の光入射側における開口数ＮＡよりも小さくし、これにより斜め光成分の照射を規制するものであると言える。
【００３１】
さらに具体的には、リング１７は、以下に述べるような態様で、斜め光成分の照射を規制するものである。
【００３２】
例えば、リング１７は、一つの態様として、楕円集光ミラー１３による全反射光について前記ライトガイドの側からみた立体角を１００％とした場合に、ライトガイド１６への全入射光について当該ライトガイドの側からみた立体角が４２〜９５％、好ましくは４７〜８８％、より好ましくは５２〜８１％となるように、斜め光成分の照射を規制する。
ここで言う「立体角」とは、図３に示すように、楕円集光ミラー１３の第２焦点２１（例えば図４参照）を頂点とする錐３０が、第２焦点２１を中心とする単位球面３１から切り取る面積であり、錐３０は楕円集光ミラー１３で反射集光された光、すなわちライトガイド１６の入射光にあたる。
なお、斜め光成分規制部は、ライトガイド１６の最大受光角を頂点とする立体角を１００％として定義している。
【００３３】
また、例えば、リング１７は、他の一つの態様として、ライトガイド１６への入射光の最大入射角が、当該ライトガイド１６の入射端面の中心軸に対して９．０〜１３．５°、好ましくは９．５〜１３．０°、より好ましくは１０．０〜１２．５°の半頂角で当該入射端面に入射するように、斜め光成分の照射を規制する。
【００３４】
リング１７は、これら二態様のうちの少なくとも一方を満足するものであればよい。
このような数値範囲に規制することが好ましいのは、以下に述べる理由による。
リング１７によって規制される斜め光成分は、その排除量が大きいほど、後述するようにレジスト膜のエッジ部分をシャープにすることが実現可能となる。つまり、上述した数値範囲は、その上限値が小さければ小さいほど、レジスト膜のエッジ部分がシャープになる。
一方、リング１７によって斜め光成分を排除すればするほど、照射光量が減少する結果、十分な露光量が得られない、露光時間を長くしなければならない等の悪影響が顕著になり、正常な露光が実施できなくなったり生産効率が低下するため、上述した値に規制することが好ましい。
以上のことから、上述した数値範囲については、レジスト膜のエッジ部分におけるダレ幅を考慮して上限値を決定し、レジスト膜のエッジ部分の露光状態や生産効率等を考慮して下限値を決定することが考えられる。そして、これらを総合的に勘案すると、上述した具体的な値に規制することが好ましいと言える。
【００３５】
また、リング１７は、着脱自在に構成されていることが好ましい。着脱自在にするための機構については、その構造等が特に限定されることはない。例えば、ネジ等の締結具を利用してリング１７の固定および当該固定の解除を行うといったように、公知技術を利用して構成したもので構わない。
【００３６】
＜１−２．周辺露光用光源装置による光照射動作例＞
続いて、上述した構成の周辺露光用光源装置１０により、ウエハ基板１上のレジスト膜１ａに対する周辺露光を行う場合の処理動作について説明する。
【００３７】
ウエハ基板１上のレジスト膜１ａに対する周辺露光を行う場合には、先ず、外周近傍領域を含む全面にレジスト膜１ａが形成されたウエハ基板１を、回転ステージ２上に載置する。
【００３８】
一方、電源部１２は、放電ランプ１１を点灯させる。これにより、放電ランプ１１は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）のような紫外光を放射状に出射する。そして、楕円集光ミラー１３は、放射状に出射された放電ランプ１１からの出射光を、ライトガイド１６へ向けて、反射・集光する。
【００３９】
ただし、このとき、楕円集光ミラー１３の開口部の近傍にはリング１７が配置されているので、楕円集光ミラー１３による反射光のうち、最外角光線を含む一定量の光束は、リング１７によって遮られて、ライトガイド１６には到達しない。したがって、楕円集光ミラー１３による反射光のうち、ウエハ基板１上のレジスト膜１ａに所定角度を超える傾きを持って入射することになる斜め光成分については当該レジスト膜１ａへの照射が規制され、斜め光成分以外の光成分が当該レジスト膜１ａに向けて照射されることになる。
【００４０】
楕円集光ミラー１３によって反射されリング１７を通してライトガイド１６まで到達した光は、当該ライトガイド１６に入光し、当該ライトガイド１６によって導光され、当該ライトガイド１６の光出射側に設けられた光学系１６ａを通して略均一な光に変換された状態で、当該ライトガイド１６から出射される。このようにして、ライトガイド１６からの出射光は、回転ステージ２上のウエハ基板１およびレジスト膜１ａに対して出射される。
【００４１】
回転ステージ２上のウエハ基板１およびレジスト膜１ａは、当該回転ステージ２の駆動によって、所定速度で回転される。そして、ライトガイド１６からの出射光は、所定形状を有するマスク３を通して、回転しているレジスト膜１ａの外周近傍領域（例えば、外周端縁から径方向で１．５ｍｍの範囲に属する領域）に対して照射される。
【００４２】
このときにレジスト膜１ａに照射される光は、リング１７によって斜め光成分が規制されたもの、すなわち当該斜め光成分以外の光成分によって構成されたものである。したがって、レジスト膜１ａへの照射光は、斜め光成分の規制により当該斜め光成分以外の光成分の比率が高くなっているので、照射の際の光の広がりが抑制されたものとなる。つまり、図２におけるＡ拡大図のように、光軸方向と直交する方向の光の広がりが狭い光量分布となる。このような光量分布によれば、レジスト膜１ａへの照射にあたり、疎露光部が生じてしまうのを抑制することが可能となるので、当該レジスト膜１ａのエッジ部分におけるダレ幅を減少させて当該エッジ部分をシャープにすることが実現可能となる。
【００４３】
ここで、比較のために、従来構成の周辺露光用光源装置を用いた場合の照射光の光量分布について説明する。
図７は、従来構成の周辺露光用光源装置による照射光の光量分布を示す説明図である。
図例の周辺露光用光源装置の場合、本実施形態で説明したリング１７が設けられていない。そのため、楕円集光ミラー１３による反射光の全てが、ライトガイド１６に到達して、当該ライトガイド１６に入光する。つまり、楕円集光ミラー１３の開口部における開口数ＮＡとライトガイド１６の光入射側における開口数ＮＡとが略同一であることから、最外角光線を含む最外角から一定量の範囲に属する光線の束、すなわちレジスト膜１ａに所定角度を超える傾きを持って入射することになる斜め光成分についても、ライトガイド１６に入光し、そのままレジスト膜１ａに向けて照射されることになる。
したがって、レジスト膜１ａへの照射光は、斜め光成分による光の広がりによって、図７におけるＢ拡大図のように、光軸方向と直交する方向の光の広がりが広い光量分布となる。このような光量分布によれば、レジスト膜１ａへの照射にあたり、疎露光部が生じてしまうことになるので、当該レジスト膜１ａのエッジ部分におけるダレ幅も大きくなってしまい、当該エッジ部分をシャープにすることが困難となる。
【００４４】
これに対して、図２に示した第１実施形態の周辺露光用光源装置１０によれば、リング１７が斜め光成分を規制するため、照射の際の光の広がりを抑制することができ、これによりレジスト膜１ａのエッジ部分におけるダレ幅を減少させ得ることが明らかであると言える。
【００４５】
楕円集光ミラー１３からの反射光に含まれる斜め光成分の規制を行うための箇所、すなわちリング１７の配置箇所は、楕円集光ミラー１３とライトガイド１６との間であればよいが、当該楕円集光ミラー１３の開口部の近傍であることが望ましい。斜め光成分の規制は、楕円集光ミラー１３により反射光が集光される前の段階であれば、集光後の段階で行う場合に比べて、容易に行い得るからである。
【００４６】
このようにして、第１実施形態の周辺露光用光源装置１０は、斜め光成分を規制した後の照射光により、レジスト膜１ａに対する周辺露光が行う。その後、周辺露光によって光照射されたレジスト膜１ａは、所定の薬液で現像され、不要部分がウエハ基板１上から剥離される。したがって、ウエハ基板１上では、レジスト膜のエッジ部分について、不要部分がシャープに（すなわち立ち上がりが急峻に）除去されることになる。
【００４７】
具体的には、例えば、従来構成の周辺露光用光源装置であれば、ｉ線（波長３６５ｎｍ）露光時に、レジスト膜１ａの膜厚をｔμｍとした場合、当該レジスト膜１ａのエッジ部分が、２１．５ｔ〜２３．５ｔμｍ程度のダレ幅を持つことになる。これに対して、第１実施形態の周辺露光用光源装置１０であれば、図２に示したように照射の際の光の広がりが抑制されるため、ｉ線（波長３６５ｎｍ）露光時に、レジスト膜１ａの膜厚をｔμｍとした場合、当該レジスト膜１ａのエッジ部分のダレ幅を１４ｔμｍ程度に抑えることができる。つまり、第１実施形態の周辺露光用光源装置１０によれば、ダレ幅を従来よりも２１〜２８％改善した目標値の１７ｔμｍ以下とすることが実現可能である。
さらに具体的には、レジスト膜の膜厚を５μｍとした場合、従来構成の周辺露光用光源装置であればダレ幅はおおよそ１１０〜１２０μｍとなるが、第１実施形態の周辺露光用光源装置１０によれば、レジスト膜１ａのエッジ部分のダレ幅を７０μｍ程度に抑えることができ、ダレ幅の目標値８５μｍ以下とすることが実現可能となる。
【００４８】
＜１−３．第１実施形態の効果＞
第１実施形態で説明した周辺露光用光源装置１０によれば、以下のような効果が得られる。
【００４９】
第１実施形態においては、ウエハ基板１上のレジスト膜１ａに対する周辺露光にあたって、当該レジスト膜１ａに所定角度を超える傾きを持って入射することになる斜め光成分の照射を規制し、斜め光成分以外の光成分を当該レジスト膜１ａに向けて照射する。したがって、斜め光成分の照射を規制しない場合に比べると、照射の際の光の広がりが抑制されたものとなり、光軸方向と直交する方向の光の広がりが狭い光量分布となるので、疎露光部が生じてしまうのを抑制して、レジスト膜１ａのエッジ部分におけるダレ幅を減少させて当該エッジ部分をシャープにすることが実現可能となる。このことから、本実施形態の周辺露光用光源装置１０を用いて周辺露光を行えば、ウエハ基板１の端部付近の膜剥がれ防止（パーティクル発生抑制）を実現でき、歩留り低下を回避することが可能となる。また、ウエハ基板１上におけるレジスト膜１ａの使用可能面積についても、極力広くすることが可能となる。
【００５０】
また、第１実施形態によれば、ライトガイド１６の光入射側における開口数ＮＡよりも楕円集光ミラー１３の開口部における開口数ＮＡを小さくすることで、レジスト膜１ａに対する斜め光成分の照射を規制する。このように、それぞれの開口数ＮＡを相違させれば、楕円集光ミラー１３による反射光のうち、最外角光線を含む一定量の光束を確実に遮ることができる。したがって、照射光の光量分布に悪影響を及ぼし得る斜め光成分を規制する上で非常に好適なものとなる。
【００５１】
また、第１実施形態によれば、楕円集光ミラー１３による全反射光について前記ライトガイドの側からみた立体角を１００％とした場合に、ライトガイド１６への全入射光について当該ライトガイドの側からみた立体角が４２〜９５％となるように、または、ライトガイド１６への入射光の最大入射角が、当該ライトガイド１６の入射端面の中心軸に対して９．０〜１３．５°となるように、斜め光成分の照射を規制する。このような態様で斜め光成分の照射を規制すれば、楕円集光ミラー１３による反射光のうち、最外角光線を含む一定量の光束を確実に遮ることができる。したがって、照射光の光量分布に悪影響を及ぼし得る斜め光成分を規制する上で非常に好適なものとなる。
【００５２】
また、第１実施形態によれば、斜め光成分を遮光するリング１７を、楕円集光ミラー１３とライトガイド１６との間に配することで、斜め光成分に対する規制を行う。したがって、簡素な構成で斜め光成分を規制することができ、周辺露光用光源装置１０の構成が必要以上に複雑化してしまうのを回避できる。特に、楕円集光ミラー１３の開口部の近傍にリング１７を配した場合には、楕円集光ミラー１３により反射光が集光される前の段階で斜め光成分の規制を行うことになるので、当該規制を容易かつ確実に行うことが実現可能となる。
【００５３】
また、第１実施形態で説明したように、斜め光成分を規制するためのリング１７が着脱自在に構成されていれば、当該斜め光成分を規制する状態と、当該斜め光成分を規制しない状態とを、リング１７の着脱によって選択し得るようになる。したがって、斜め光成分の規制が不要な場合にも対応することが可能となるので、周辺露光用光源装置１０としての汎用性確保が図れ、当該周辺露光用光源装置１０の利用者にとっての利便性を向上させることができる。
【００５４】
＜１−４．変形例＞
上述した第１実施形態では、楕円集光ミラー１３による反射光の一部を遮るリング１７が、環状の平面形状を有する板状部材からなる場合を例に挙げたが、当該反射光の一部を遮ることで斜め光成分を規制することが可能なものであれば、他の形状のものをリング１７として用いても構わない。他の形状のものとしては、環状ではなく、例えば筒状に形成されたものを挙げることができる。
【００５５】
［２．第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図４は、本発明の第２実施形態における周辺露光用光源装置の要部構成例を示す説明図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）はＡ矢視図である。
【００５６】
第２実施形態の周辺露光用光源装置１０は、上述した第１実施形態のようにリング１７が反射光の一部を遮るのではなく、楕円集光ミラー１３による反射光の一部をライトガイドの側へ向けて反射させないようにすることで、当該反射光に含まれる斜め光成分を規制する。具体的には、楕円集光ミラー１３による反射光の一部を反射させないために、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、楕円集光ミラー１３の反射面における斜め光成分の対応領域に、反射防止膜１３ａが形成されている。つまり、第２実施形態の周辺露光用光源装置１０では、放電ランプ１１からの出射光の一部を楕円集光ミラー１３によりライトガイド１６へ向けて反射させないための非反射部として、当該楕円集光ミラー１３の反射面に反射防止膜１３ａが形成されており、その反射防止膜１３ａが本発明における斜め光成分規制部として機能するようになっている。
【００５７】
反射防止膜１３ａは、上述したように、楕円集光ミラー１３の反射面における斜め光成分の対応領域に形成されている。さらに具体的には、第１実施形態の場合と全く同様に斜め光成分の照射を規制し得るように、その形成領域が設定されているものとする。
例えば、反射防止膜１３ａは、１つの態様として、楕円集光ミラー１３の開口端から設けられ、楕円ミラー１３の反射部の面積を１００％とした場合に、反射防止膜１３ａの面積が２２．５〜７３．５％、好ましくは２９．５〜６９．３％、より好ましくは３６．２〜６４．６％となるように設けられ、斜め光成分の照射を規制する。
また、反射防止膜１３ａは、光の反射防止効果を得られるものであれば、その形成材料等が特に限定されることはなく、公知の材料を用いて形成されていればよい。
【００５８】
このような反射防止膜１３ａが形成されている場合であっても、楕円集光ミラー１３による反射光に含まれる斜め光成分を規制して、当該斜め光成分がライトガイド１６に到達しないようにすることができる。したがって、第２実施形態の周辺露光用光源装置１０においても、上述した第１実施形態の場合と全く同様の効果を得ることができる。
【００５９】
なお、第２実施形態では、非反射部として反射防止膜１３ａが形成されている場合を例に挙げたが、斜め光成分規制部として機能し得るものであれば、他の構成のものを非反射部とすることも考えられる。他の構成の非反射部としては、例えば斜め光成分の対応領域の反射面自体が除去された楕円集光ミラー１３（すなわち本来あるべき反射面の一部が除去された楕円集光ミラー１３）が挙げられる。
【００６０】
［３．第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
図５は、本発明の第３実施形態における周辺露光用光源装置の要部構成例を示す説明図である。
【００６１】
第３実施形態の周辺露光用光源装置１０は、第１実施形態で説明したような遮光、または、第２実施形態で説明したような反射防止を利用したものではなく、楕円集光ミラー１３による反射光の進行方向の変換を利用することで、当該反射光に含まれる斜め光成分を規制する。具体的には、楕円集光ミラー１３とライトガイド１６との間に、当該楕円集光ミラー１３による反射光の進行方向の変換する選択的集光部材を付加することで、斜め光成分の照射を規制する。光の進行方向を変換する選択的集光部材としては、以下のようなものが挙げられる。
【００６２】
例えば、図５に示すように、楕円集光ミラー１３とライトガイド１６との間のいずれかの箇所に、選択的集光部材としての集光レンズ１８を配置する。そして、集光レンズ１８の楕円集光ミラー１３側の光学面上の一部に、光を遮る遮光部１８ａを形成する。なお、遮光部１８ａは、図例のような楕円集光ミラー１３の側ではなく、ライトガイド１６の側に形成してもよいし、楕円集光ミラー１３側とライトガイド１６側の両面に形成してもよい。
【００６３】
集光レンズ１８の光学面上における遮光部１８ａは、第１実施形態または第２実施形態の場合と全く同様に斜め光成分の照射を規制し得るように、その形成領域が設定されているものとする。
また、遮光部１８ａは、遮光効果を得られるものであれば、その形成材料等が特に限定されることはなく、公知の材料を用いて形成されていればよい。この点は、集光レンズ１８についても同様であり、その形成材料等が特に限定されることはなく、公知の材料を用いて形成されていればよい。
【００６４】
このような選択的集光部材としての集光レンズ１８および遮光部１８ａを利用して光の進行方向を変換した場合であっても、楕円集光ミラー１３による反射光に含まれる斜め光成分を規制して、当該斜め光成分がライトガイド１６に到達しないようにすることができる。したがって、第３実施形態の周辺露光用光源装置１０においても、上述した第１実施形態または第２実施形態の場合と全く同様の効果を得ることができる。
【００６５】
［４．第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
図６は、本発明の第４実施形態における周辺露光用光源装置の要部構成例を示す説明図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）はＢ矢視図である。
【００６６】
第４実施形態の周辺露光用光源装置１０は、上述した第１実施形態のようにリング１７が反射光の一部を遮るのではなく、楕円集光ミラー１３による反射光の一部がライトガイドに入射しないよう、その光の進行方向をライトガイドの外側に変換することで、当該反射光に含まれる斜め光成分を規制する。具体的には、楕円集光ミラー１３による反射光の一部をライトガイドに１６に入射させないために、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、楕円集光ミラー１３とライトガイド１６との間のいずれかの箇所に、選択的集光部材として、中心に開口部１９ａが設けられたレンズ１９を配置する。つまり、第４実施形態の周辺露光用光源装置１０では、楕円集光ミラー１３による反射光の一部をライトガイド１６に入射させないための進行方向変化部として、当該レンズ１９は中心に開口部１９ａが設けられており、そのレンズ部が本発明における斜め光成分規制部として機能するようになっている。
【００６７】
レンズ１９の開口部１９ａの開口径は、そのレンズ部が第１実施形態〜第３実施形態の場合と全く同様に斜め光成分の照射を規制し得るように、その大きさが設定されているものとする。
また、レンズ１９は、その形成材料等が特に限定されることはなく、公知の材料を用いて形成されていればよい。
【００６８】
このような選択的集光部材としてのレンズ１９を利用して斜め光成分の光の進行方向を変換した場合であっても、楕円集光ミラー１３による反射光に含まれる斜め光成分を規制して、当該斜め光成分がライトガイド１６に到達しないようにすることができる。したがって、第４実施形態の周辺露光用光源装置１０においても、上述した第１実施形態〜第３実施形態の場合と全く同様の効果を得ることができる。
【００６９】
［５．他の実施形態］
以上に本発明の実施形態を説明したが、上述の開示内容は、本発明の例示的な実施形態を示すものである。すなわち、本発明の技術的範囲は、上述の第１実施形態〜第４実施形態で例示した内容に限定されるものではない。
【００７０】
例えば、第３実施形態および第４実施形態では、集光レンズ１８，１９が両凸レンズである場合を例に挙げたが、平凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、凹凸レンズ、フレネルレンズ、グリンレンズ等といった他の集光レンズを用いることも可能である。
また、例えば、ライトガイド１６の光入射側における端面を凹面にすることで、当該ライトガイド１６に入射する光の傾斜を補正したり、さらにはこれに加えてライトガイド１６の光出射側における端面を凸面に加工することで、当該ライトガイド１６から出射する光の傾斜を補正したりすることも考えられる。
これらの構成のいずれか一つ、または複数を適宜組み合わせたものを利用して、光の進行方向を変換した場合であっても、ウエハ基板１上のレジスト膜１ａに対する照射光に含まれる斜め光成分を規制することができる。したがって、斜め光成分の照射を規制しない場合に比べると、照射の際の光の広がりを抑制して、レジスト膜１ａのエッジ部分におけるダレ幅を減少させて当該エッジ部分をシャープにすることが実現可能となる。
【００７１】
また、例えば、第１実施形態〜第４実施形態では、外周近傍領域を含む全面にレジスト膜１ａが形成されたウエハ基板１が被露光物である場合、すなわちウエハ基板１に対する周辺露光を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、液晶パネルの製造工程では、当該液晶パネルを構成するガラスパネル等に対して周辺露光を行う場合があるが、そのような場合であっても本発明を適用することで、照射の際の光の広がりを抑制して、レジスト膜のエッジ部分におけるダレ幅を減少させて当該エッジ部分をシャープにすることが実現可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１…ウエハ基板、１ａ…レジスト膜、１０…周辺露光用光源装置、１１…放電ランプ、１３…楕円集光ミラー、１３ａ…反射防止膜、１６…ライトガイド、１６ａ…入射端面、１７…リング、１８…集光レンズ、１８ａ…遮光部、１９…レンズ、１９ａ…開口部、２０…楕円集光ミラーの第１焦点、２１…楕円集光ミラーの第２焦点、２２…レンズの焦点、３０…錐、３１…単位球面、３２…立体角 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図４】
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【図６】
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