(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射対象物上の矩形状の照射エリアに対して光を照射する光照射装置であって、
基板上に、光軸の向きを揃えて二次元配置され、前記光を出射する複数の発光素子と、
前記各発光素子の光軸上にそれぞれ配置され、該発光素子から出射された光を所定の広がり角の光に成形するレンズユニットと、
前記複数の発光素子の光軸を矩形状に囲むように形成されたミラー面を内面に有し、前記レンズユニットから出射された光をミキシングして導光する筒状の導光部材と、
前記導光部材の光軸を中心とする矩形状の開口を有し、前記導光部材と前記被照射対象物との間に配置される開口絞りと、
を備え、
前記ミラー面は、前記照射対象物に向って広がるように、前記導光部材の光軸に対して、前記広がり角よりも小さい所定の角度で傾斜し、
前記レンズユニットから出射された光の少なくとも一部が、前記ミラー面によって反射され、前記開口絞りの開口の端面部近傍を通過し、前記照射エリアに対して略垂直に入射する
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記レンズユニットから出射された光の少なくとも一部が、前記ミラー面によって１回だけ反射されることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記広がり角が５〜２０°の範囲であり、前記所定の角度が前記広がり角の１／２よりも小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記導光部材の前記ミラー面によって形成される出射側開口が、前記開口絞りの開口よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記光は、紫外線波長域の光であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光性レジストを塗布した基板（例えば、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板）の周辺露光装置等に用いられる光照射装置に関し、特に、照射対象物上の矩形状の照射エリアを均一に照射する光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体（例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit））の製造工程においては、半導体ウエハの表面に感光性のレジストを塗布し、このレジスト層にマスクを介して露光・現像することにより、回路パターンを形成することが行われている。
【０００３】
半導体ウエハの表面にレジストを塗布する方法としては、一般に、ウエハを回転台上に載置し、このウエハの表面の中心付近にレジストを滴下して回転させ、遠心力によってウエハの表面全体にレジストを塗布するスピンコート法が用いられている。
【０００４】
このようなスピンコート法においては、レジストは、ウエハ中央部の回路パターン形成領域だけではなく、回路パターンが形成されていないウエハの端縁部にも塗布されることになる。しかしながら、ウエハの端縁部は、ウエハを搬送するために搬送装置等によって把持されることが多く、ウエハの端縁部のレジストを残したままにしておくと、ウエハの搬送中にその一部が剥がれ、欠落するといった問題がある。そして、ウエハの端縁部のレジストが欠落し、それがウエハの回路パターン形成領域に付着してしまうと、所望の回路パターンが形成されず、歩留まりが低下するといった問題が発生する。このため、一般に、ウエハの端縁部を含むその周辺に紫外光を照射する周辺露光装置を使用してレジストの露光を行い、ウエハの端縁部に塗布された不要レジストを除去することが行われている。このような周辺露光装置用の光照射装置は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載の周辺露光装置（エッジ露光装置）用の光照射装置は、内部にランプを有する光源ユニットと、光源ユニットから出射される紫外光を導光する第１ライトガイドと、第１ライトガイドから出射される紫外光を混合する光混合光学素子（石英ロッド）と、光混合光学素子から出射される光を導光する第２ライトガイドと、第２ライトガイドからの光を基板の端縁部に投影する照射ヘッドとを備えており、ランプから照射される紫外光が基板の端縁部の矩形状の照射エリアに集光するように構成されている。
【０００６】
また、近年、ランプよりも寿命が長く、また消費電力も低い、紫外ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が実用に供されており、これを用いた周辺露光装置も提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
このような周辺露光装置による露光後、エッチング等によってウエハの端縁部の不要レジストが除去されるが、不要レジストが完全に除去されず、ウエハ上に薄く残ってしまうと（いわゆるグレーゾーンと呼ばれる領域が生じてしまうと）、後工程におけるレジストの欠落の原因となる。このため、不要レジストが除去された後のレジスト端部の断面形状（つまり、回路パターン形成領域に残るレジスト端部の断面形状）は、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で急峻に立ち上がる（つまり、ダレの少ない）形状となることが望ましい。
【０００８】
このようなグレーゾーン領域の発生は、周辺露光装置から基板の端縁部に投影される紫外光の照射強度分布に起因する。つまり、周辺露光装置から基板の端縁部に投影される紫外光の照射強度分布が、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間でなだらかに変化するものであると、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で露光の不十分な領域ができてしまい、回路パターン形成領域に残るレジスト端部の断面形状もなだらかなものとなってしまう（つまり、グレーゾーン領域が発生する）。このため、周辺露光装置から基板の端縁部に投影される紫外光の照射強度分布は、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で急峻に立ち上がる（つまり、ダレの少ない）ものが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３９４７３６５号明細書
【特許文献２】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】
【００１０】
特許文献１、２に記載の周辺露光装置においては、照射ヘッド内に矩形形状のスリットを形成し、光混合光学素子によってミキシングされた紫外光が、スリットを通して基板に投影されるように構成されている。このため、基板に投影される紫外光は、スリットを通過して、ある程度広がり角が制限された矩形状の光束だけとなり、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で比較的急峻に立ち上がる（つまり、ダレの少ない）照射強度分布となる。
【００１１】
しかしながら、昨今、ウエハ上に形成される回路はますます集積化され、回路パターンも微細化されていることから、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で従来よりもさらに急峻に立ち上がる（つまり、よりダレの少ない）照射強度分布の光を投影可能な光照射装置が求められている。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、急峻に立ち上がる照射強度分布の光を、照射対象物上の矩形状の照射エリアに照射可能な光照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の光照射装置は、照射対象物上の矩形状の照射エリアに対して光を照射する光照射装置であって、基板上に、光軸の向きを揃えて二次元配置され、光を出射する複数の発光素子と、各発光素子の光軸上にそれぞれ配置され、該発光素子から出射された光を所定の広がり角の光に成形するレンズユニットと、複数の発光素子の光軸を矩形状に囲むように形成されたミラー面を内面に有し、レンズユニットから出射された光をミキシングして導光する筒状の導光部材と、導光部材の光軸を中心とする矩形状の開口を有し、導光部材と被照射対象物との間に配置される開口絞りと、を備え、ミラー面は、照射対象物に向って広がるように、導光部材の光軸に対して、広がり角よりも小さい所定の角度で傾斜し、レンズユニットから出射された光の少なくとも一部が、ミラー面によって反射され、開口絞りの開口の端面部近傍を通過し、照射エリアに対して略垂直に入射することを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、照射エリアのエッジ部において、紫外光がオーバーラップしない領域が最小になるため、照射エリアの照射強度分布は急峻に立ち上がるものとなる。従って、例えば、本発明の光照射装置を半導体の周辺露光装置に適用すれば、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で急峻に立ち上がる照射強度分布の紫外光を照射することができ、いわゆるグレーゾーン領域を小さくすることが可能となる。
【００１５】
また、レンズユニットから出射された光の少なくとも一部が、ミラー面によって１回だけ反射されるように構成することができる。
【００１６】
また、広がり角が５〜２０°の範囲であり、所定の角度が広がり角の１／２より小さいことが望ましい。
【００１７】
また、導光部材のミラー面によって形成される出射側開口が、開口絞りの開口よりも大きくなるように構成することが望ましい。
【００１８】
また、光は、紫外線波長域の光であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、急峻に立ち上がる照射強度分布の光を、照射対象物上の矩形状の照射エリアに照射可能な光照射装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る光照射装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光照射装置に備えられた各レンズユニットから出射される紫外光の光路図である。
【図３】図２の中心に位置するレンズユニットから出射される紫外光の光路図である。
【図４】図２の中心から１つ離れた位置のレンズユニットから出射される紫外光の光路図である。
【図５】図２の中心から２つ離れた位置（つまり、最も外寄りの位置）のレンズユニットから出射される紫外光の光路図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光照射装置によって照射される照射エリアのエッジ部に入射する光線を説明する図である。
【図７】本発明の比較例に係る光照射装置の構成及び光路図を示す模式図である。
【図８】本発明の比較例に係る光照射装置によって照射される照射エリアのエッジ部に入射する光線を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態に係る光照射装置を用いた場合の照射エリア上の照射強度分布と、本発明の比較例に係る光照射装置を用いた場合の照射エリア上の照射強度分布とを示すグラフである。
【図１０】図９のＥ部の照射強度分布を横軸方向に拡大したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る光照射装置１００の構成を示す模式図である。図１（ａ）は、光照射装置１００の出射口側から見たときの光照射装置１００の正面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ部拡大図である。本実施形態の光照射装置１００は、周辺露光装置等に組み込まれて、照射対象物Ｗ（例えば、ガラス基板上のレジスト）上の矩形状の照射エリアＰに対し、紫外線波長域の略平行光を照射する装置である。なお、図１（ａ）においては、説明の便宜のため、開口絞り１５０等、一部構成を省略して示している。
【００２３】
図１に示すように、光照射装置１００は、２５個のＬＥＤユニット１１０と、各ＬＥＤユニット１１０に対応して配置される２５個のレンズユニット１２０と、導光部材１３０と、開口絞り１５０と、これらの部品を収容するケース（不図示）とを備えている。ＬＥＤユニット１１０、レンズユニット１２０、導光部材１３０、及び開口絞り１５０は、照射対象物Ｗに向かって、光軸ＡＸ（光照射装置１００から出射される光の中心を通る軸）に沿って順番に配置されている。なお、本実施形態においては、光照射装置１００のワーキングディスタンスＷＤ（導光部材１３０の出射開口１３０ｆから照射対象物Ｗまでの距離）は、約１０ｍｍに設定されており、光照射装置１００から出射される紫外線波長域の光（以下、「紫外光」という。）は、ワーキングディスタンスＷＤ上で均一な光量分布となるように集光している（詳細は後述）。なお、本明細書においては、光照射装置１００から出射される紫外光の進行方向（つまり、光軸ＡＸに平行な方向）をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交し、かつ互いに直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向と定義して説明する。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の２５個のＬＥＤユニット１１０は、Ｚ軸方向に光軸を揃えて、Ｘ−Ｙ平面上に５列（Ｙ軸方向）×５個（Ｘ軸方向）の正方格子状に配置されている。各ＬＥＤユニット１１０は、略正方形状の基板１１２と、該基板１１２上の中心部に、Ｚ軸方向に光軸を揃えて配置されたＬＥＤ素子１１４（発光素子）とを備えている（図１（ｃ））。本実施形態の各ＬＥＤ素子１１４は、例えば、２．１５ｍｍ（Ｘ軸方向長さ）×２．１５ｍｍ（Ｙ軸方向長さ）の矩形状の外形を有し（図１（ｃ））、その２辺がＸ軸方向に平行となるように配置され、基板１１２と電気的に接続されている。基板１１２は、ガラスエポキシ樹脂、セラミックス等から成る電子回路基板であり、不図示のＬＥＤ駆動回路に接続されており、各ＬＥＤ素子１１４には、基板１１２を介してＬＥＤ駆動回路からの駆動電流が供給されるようになっている。各ＬＥＤ素子１１４に駆動電流が供給されると、各ＬＥＤ素子１１４が駆動電流に応じた光量で発光し、所定の光量の紫外光が出射される。なお、本実施形態においては、各ＬＥＤ素子１１４は、ＬＥＤ駆動回路から駆動電流の供給を受けて、波長３９５ｎｍの紫外光を出射するように構成されている。
【００２５】
なお、本実施形態の各ＬＥＤ素子１１４は、略一様な光量の紫外光を出射するように各ＬＥＤ素子１１４に供給される駆動電流が調整されている。また、本実施形態においては、５列（Ｙ軸方向）×５個（Ｘ軸方向）に並べられたＬＥＤユニット１１０の中心Ｃ（つまり、中心に位置するＬＥＤユニット１１０の基板１１２の中心）が、光軸ＡＸと略一致するように配置されている（図１（ａ））。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、本実施形態の各レンズユニット１２０は、ＬＥＤ素子１１４から出射された紫外光を所定の広がり角（９°）の紫外光に成形するレンズである。各レンズユニット１２０は、共通の光軸を有する、第１レンズ１２２、第２レンズ１２４、及び第３レンズ１２６によって構成されている。本実施形態においては、第１レンズ１２２、第２レンズ１２４、及び第３レンズ１２６は、共に平凸レンズである。第１レンズ１２２、第２レンズ１２４、及び第３レンズ１２６は、不図示の鏡筒フレームによって支持され、その光軸がＬＥＤ素子１１４の光軸と略一致するように位置調整され、所定の間隔をおいて配置される。各レンズユニット１２０を通った紫外光は、後段の導光部材１３０に向けて出射される。
【００２７】
導光部材１３０は、内面に４つのミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄが形成された矩形筒状の部材である。図１（ａ）に示すように、本実施形態の４つのミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、Ｚ軸方向から見たときに、２５個のＬＥＤユニット１１０及びレンズユニット１２０を矩形状に囲むように配置され（つまり、ＬＥＤ素子１１４及びレンズユニット１２０の光軸を矩形状に囲むように配置され）、レンズユニット１２０から出射された全ての紫外光が導光部材１３０に入射するように構成されている。上述したように、レンズユニット１２０から出射される紫外光は、所定の広がり角（９°）を有しているため、導光部材１３０内では各角度成分の紫外光がそれぞれ反射されながら（つまり、ミキシングされながら）導光され、導光部材１３０からは略均一な光量分布の紫外光が出射される。なお、詳細は後述するが、本実施形態のミラー面１３０ａ、１３０ｂは、光軸ＡＸに対して所定の角度（１．６°）だけＹ軸方向に傾いており、またミラー面１３０ｃ、１３０ｄは、光軸ＡＸに対して所定の角度（１．６°）だけＸ軸方向に傾いている。そして、導光部材１３０には、レンズユニット１２０側に矩形状の入射開口１３０ｅが形成され、照射対象物Ｗ側に入射開口１３０ｅよりも大きな矩形状の出射開口１３０ｆが形成されている。このように、本実施形態の４つのミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、レンズユニット１２０から離れるにつれて、光軸ＡＸから離れるように（つまり、照射対象物Ｗに向って広がるように）傾いている。このため、各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄに入射する紫外光は、各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄによって反射されることによって、所定の角度（つまり、傾斜角度（１．６°））の２倍の角度（つまり、３．２°）だけ小さな角度成分のものに変換される（詳細は後述）。
【００２８】
導光部材１３０を通った紫外光は、後段の開口絞り１５０に向けて出射される。開口絞り１５０は、中心に矩形状の開口を有する板状の部材であり、出射開口１３０ｆと照射対象物Ｗとの間の所定の位置に配置されている。開口絞り１５０の開口は、導光部材１３０の出射開口１３０ｆよりも小さく設定されており、導光部材１３０から出射された紫外光から不要光を除去する機能を有している。そして、開口絞り１５０により不要光が除去された紫外光によって、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰが照射されるように構成されている。
【００２９】
次に、本実施形態の各レンズユニット１２０から出射される紫外光の光路を説明する。図２は、図１（ｂ）に示す各レンズユニット１２０から出射される紫外光の光路図である。図３は、図２において、中心に位置するレンズユニット１２０から出射される紫外光の光路図である。図４は、図２において、中心から１つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される紫外光の光路図である。図５は、図２において、中心から２つ離れた位置（つまり、最も外寄りの位置）のレンズユニット１２０から出射される紫外光の光路図である。なお、図２〜図５において、紫外光の光路は破線を用いて示している。
【００３０】
図２及び図３に示すように、中心に位置するレンズユニット１２０から出射される紫外光は、所定の広がり角（９°）で広がり、導光部材１３０の各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄによって反射されることなく進み、照射対象物Ｗ上の矩形状（例えば、約７０ｍｍ×約７０ｍｍ）の照射エリアＰ内に照射される。
【００３１】
また、図２及び図４に示すように、中心から１つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される紫外光は、所定の広がり角（９°）で広がり、その一部（例えば、図６中「ｍ１」で示す光線）が、導光部材１３０の各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの少なくとも一面（図２及び図４においては、ミラー面１３０ａ）によって反射され、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰ内に照射される。
【００３２】
また、図２及び図５に示すように、中心から２つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される紫外光は、所定の広がり角（９°）で広がり、その一部（例えば、図５において、Ｙ軸方向負側に向って広がる光）が、導光部材１３０の各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの少なくとも一面（図２及び図５においては、ミラー面１３０ａ）によって反射され、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰ内に照射される。
【００３３】
この結果、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰの中心部においては、中心のレンズユニット１２０から出射される紫外光と、中心から１つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される紫外光と、中心から２つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される紫外光とがオーバーラップし、略均一な照射強度が得られる。また、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰの周縁部においては、中心から１つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される紫外光と、中心から２つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される紫外光とがオーバーラップし、略均一な照射強度が得られる。しかしながら、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰのエッジ部（周縁部の端部）においては、開口絞り１５０によって不要光が遮光される結果、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰのエッジ部（周縁部の端部）において、紫外光がオーバーラップしない領域ができてしまうといった問題が発生する。そして、照射エリアＰのエッジ部において、紫外光がオーバーラップしない領域が大きくなると、その領域の照射強度が極端に低下してしまうため、その領域の照射強度分布は、なだらかな曲線となる。そこで、本実施形態においては、照射エリアＰのエッジ部において、急峻に立ち上がる照射強度分布が得られるように、各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄを傾斜させて、照射エリアＰのエッジ部に略垂直な光線が入射するように構成し、紫外光がオーバーラップしない領域を最小にしている。
【００３４】
図６は、図２のＣ部拡大図であり、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰのエッジ部に入射する光線を説明する図である。図６の「ｍ１」及び「ｍ２」は、共に、中心から１つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される、Ｙ軸方向の角度成分が最大の（つまり、角度成分９°の）紫外光の光線である。光線「ｍ１」は、角度成分９°の紫外光の光線のうち最も外側を通る光線であり、光線「ｍ２」は、開口絞り１５０の端面部近傍を通り照射対象物Ｗに到達する光線である。上述したように、本実施形態の４つのミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、レンズユニット１２０から離れるにつれて、光軸ＡＸから離れるように、所定の傾斜角度（１．６°）で傾いている。従って、図６に示すように、紫外光がミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄのいずれか（図６においては、ミラー面１３０ａ）に入射すると、その角度成分は、傾斜角度（１．６°）の２倍の角度だけ小さなものとなる。つまり、最大角度成分９°の紫外光の光線「ｍ１」は、５．８°の角度成分の紫外光（つまり、光線「ｎ１」）として導光部材１３０から出射されることとなる。その結果、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰのエッジ部に、幅約０．８ｍｍにわたって、紫外光がオーバーラップしない領域が形成される。
【００３５】
（比較例）
ここで、本実施形態の構成による効果を説明するために、比較例を挙げる。図７は、本実施形態の構成と対比する、比較例に係る光照射装置１００Ｃの構成及び光路図を示す模式図である。また、図８は、図７のＤ部拡大図であり、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰのエッジ部に入射する光線を説明する図である。本比較例の光照射装置１００Ｃは、導光部材１３０Ｃの各ミラー面１３０Ｃａ、１３０Ｃｂ、１３０Ｃｃ（図７において不図示）、１３０Ｃｄ（図７において不図示）が光軸ＡＸに平行であり、傾斜角度（１．６°）を有していない点で、本実施形態の光照射装置１００と異なっている。なお、図８の「ｍ１」は、中心から２つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される光線であって、Ｙ軸方向の角度成分が最大（つまり、角度成分９°）で、かつ開口絞り１５０の端面部近傍を通り照射対象物Ｗに到達する光線である。また、図８の「ｍ２」は、中心から１つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される光線であって、Ｙ軸方向の角度成分が最大（つまり、角度成分９°）で、かつ開口絞り１５０の端面部近傍を通り照射対象物Ｗに到達する光線である。
【００３６】
図８に示すように、本比較例においては、導光部材１３０Ｃの各ミラー面１３０Ｃａ、１３０Ｃｂ、１３０Ｃｃ、１３０Ｃｄが光軸ＡＸに平行であるため、紫外光がミラー面１３０Ｃａ、１３０Ｃｂ、１３０Ｃｃ、１３０Ｃｄに入射したとしても、その角度成分は維持される。つまり、最大角度成分９°の紫外光の光線「ｍ１」は、９°の角度成分の紫外光（つまり、光線「ｎ１」）として導光部材１３０Ｃから出射されることとなる。その結果、照射対象物Ｗ上の矩形状の照射エリアＰのエッジ部に、幅約１．０ｍｍにわたって、紫外光がオーバーラップしない領域が形成される。
【００３７】
図９は、本実施形態に係る光照射装置１００を用いた場合の照射エリアＰ上の照射強度分布（図９中の実線）と、比較例に係る光照射装置１００Ｃを用いた場合の照射エリアＰ上の照射強度分布（図９中の破線）とを示すグラフである。図９において、縦軸は紫外光の相対強度であり、横軸は光軸ＡＸの位置を０ｍｍとする照射位置（ｍｍ）である。また、図１０は、図９のＥ部（つまり、照射エリアＰのエッジ部）の照射強度分布を横軸方向に拡大したグラフである。
【００３８】
図９に示すように、本実施形態に係る光照射装置１００を用いた場合も、比較例に係る光照射装置１００Ｃを用いた場合も、照射エリアＰの全域に亘って相対強度０．８以上の照射強度分布を得ることができる。
【００３９】
しかしながら、図１０において、両者の照射強度分布を比較すると分かるように、本実施形態に係る光照射装置１００の方が、比較例に係る光照射装置１００Ｃに比べて、照射強度分布が急峻に立ち上がっている。これは、上述したように、照射エリアＰのエッジ部に形成される、紫外光がオーバーラップしない領域の影響であり、紫外光がオーバーラップしない領域が、本実施形態に係る光照射装置１００の方が小さいためである。
【００４０】
このように、本実施形態においては、導光部材１３０の各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄを傾斜させることにより、照射エリアＰのエッジ部における紫外光がオーバーラップしない領域を最小にし、これによって急峻に立ち上がる照射強度分布を得ている。従って、本実施形態に係る光照射装置１００を半導体の周辺露光装置に適用すれば、回路パターン形成領域とウエハの端縁部との間で急峻に立ち上がる照射強度分布の紫外光を照射することができ、いわゆるグレーゾーン領域を小さくすることが可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態において、ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの傾斜角度（１．６°）をさらに大きくすることにより、光線「ｎ１」の角度成分をさらに小さいものにする（つまり、照射エリアＰに対してより垂直な光線に近づける）ことも可能である。しかし、傾斜角度を大きくすると、開口絞り１５０によって遮光されてしまう紫外光の光量が増え、全体としての光量が減少してしまうという問題が発生する。従って、ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの傾斜角度は、求められる光量、照射強度分布の立ち上がり特性等を考慮して、適宜設定される。
【００４２】
以上が本実施形態の説明であるが、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。
【００４３】
例えば、本実施形態においては、導光部材１３０の各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、中心から１つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される紫外光と、中心から２つ離れた位置のレンズユニット１２０から出射される紫外光を一度だけ反射する構成のものとしたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、導光部材１３０の各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄをＺ軸方向に長く延ばし、中心に位置するレンズユニット１２０から出射される紫外光も各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄによって反射する構成とすることもできる。また、導光部材１３０の各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、各レンズユニット１２０から出射される紫外光を複数回反射する構成とすることもできる。なお、この場合、各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの反射率の影響により、紫外光が反射する毎に照射強度が低下するため、反射回数は少ないほど好ましい。
【００４４】
また、本実施形態においては、正方格子状に配置した２５個のＬＥＤユニット１１０を用いる構成としたが、ＬＥＤユニット１１０は、必ずしも正方格子状に配置する必要はなく、例えば、三角格子状、六方格子状、又は同心円状に配置することもできる。また、ＬＥＤユニット１１０の個数は、少なくとも２個以上あればよく、照射エリアＰの面積及び形状に応じて適宜変更することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、第１レンズ１２２、第２レンズ１２４、及び第３レンズ１２６は平凸レンズであるものとして説明したが、ＬＥＤ素子１１４から出射された紫外光を所定の広がり角の紫外光に成形することができれば、第１レンズ１２２、第２レンズ１２４及び第３レンズ１２６に他の形状（例えば、メニスカスレンズ）のレンズを適用することもできる。また、本実施形態のレンズユニット１２０は、必ずしも３枚のレンズ構成である必要はない。
【００４６】
また、本実施形態のレンズユニット１２０は、ＬＥＤ素子１１４から出射された紫外光を広がり角（９°）の紫外光に成形するレンズであるとしたが、広がり角は、照射エリアＰにおいて求められる照射強度分布の均一度（つまり、紫外光の重なり具合）、立ち上がり特性に応じて適宜変更することができる。なお、レンズユニット１２０から出射される紫外光の広がり角は、紫外光の利用効率、及び照射強度分布の立ち上がり特性の観点から、５〜２０°であることが好ましい。広がり角が５°よりも小さくなると、出射される紫外光の利用効率が低くなり、照射エリアＰにおいて所望の照射強度が得られなくなる。また、広がり角が２０°よりも大きくなると、照射エリアＰのエッジ部において、紫外光がオーバーラップしない領域が大きくなり、照射強度分布の立ち上がり特性が悪くなる。また、各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの傾斜角度は、各ミラー面１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄによって反射され、照射エリアＰに照射される紫外光の角度成分が、広がり角よりも小さくなるように（つまり、略平行光となるように）、広がり角の１／２よりも小さい角度に設定されているのが望ましい。
【００４７】
また、本実施形態のＬＥＤユニット１１０は、１つのＬＥＤ素子１１４を備えるものとしたが、この構成に限定されるものではなく、ＬＥＤユニット１１０は、複数（例えば、４つ）のＬＥＤ素子１１４を備えることができる。
【００４８】
また、本実施形態のＬＥＤ素子１１４は、波長３９５ｎｍの紫外光を出射するものとしたが、このような構成に限定されるものではなく、他の波長（例えば、波長３６５ｎｍ、波長３８５ｎｍ、波長４０５ｎｍ）の紫外光を出射するものであってもよく、また波長の異なる複数種類のＬＥＤ素子を組み合わせて（つまり、複数の波長を混ぜて）構成してもよい。
【００４９】
なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５０】
１００、１００Ｃ  光照射装置
１１０  ＬＥＤユニット
１１２  基板
１１４  ＬＥＤ素子
１２０  レンズユニット
１２２  第１レンズ
１２４  第２レンズ
１２６  第３レンズ
１３０、１３０Ｃ  導光部材
１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０Ｃａ、１３０Ｃｂ、１３０Ｃｃ、１３０Ｃｄ  ミラー面
１５０  開口絞り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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