(57)【要約】方法はウェハを照射し、装置はウェハを照射するためのものである。複数の放射エミッタは放射を射出する。マスクは複数の放射エミッタからの電磁放射の一部の通過を可能とし、電磁放射の別の一部の通過を遮断する。
2015535391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の点と、その単一の点からある距離だけ離れた１つの閉曲線とを通過するすべての直線の軌跡、集合または和集合により画定される空間領域内に投射されるように電磁放射が射出される複数の放射エミッタと、
前記複数の放射エミッタからの前記電磁放射の一部の通過を可能とし、前記複数の放射エミッタからの前記電磁放射の別の一部の通過を遮断するマスクと、
を備える照射装置。
【請求項２】
前記マスクを通過する前記複数の放射エミッタからの前記電磁放射の一部が重なり合う、請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
前記マスクは連続する端部を含み、前記複数の放射エミッタは前記連続する端部の上方に配置される、請求項１に記載の照射装置。
【請求項４】
前記複数の放射エミッタの各々から射出される電磁放射は、前記マスクのそれぞれ異なる部分によって前記マスクを通過することが遮断される、請求項１に記載の照射装置。
【請求項５】
前記複数の放射エミッタの各々は錐体形状を有する放射を射出する、請求項１に記載の照射装置。
【請求項６】
ウェハを支持する支持システムをさらに備え、前記マスクを通過する前記複数の放射エミッタからの前記電磁放射の一部は、前記ウェハの連続する部分を照射する、請求項１に記載の照射装置。
【請求項７】
前記複数の放射エミッタが各々半導体デバイスである、請求項１に記載の照射装置。
【請求項８】
前記複数の放射エミッタは、相互に等しい間隔で離間されるとともに非直線状の径路に沿って配置される複数の電磁放射源である、請求項１に記載の照射装置。
【請求項９】
前記電磁放射の一部によって照射される物体を回転させるためのターンテーブルをさらに備える請求項１に記載の照射装置。
【請求項１０】
照射方法であって、
複数の位置からの電磁放射を通過させることであって、単一の点と、その単一の点からある距離だけ離れた１つの閉曲線とを通過するすべての直線の軌跡、集合または和集合により画定される空間領域内に投射されるように前記複数の位置から前記電磁放射が射出される、前記複数の位置からの電磁放射を通過させること、
前記複数の位置からの別の電磁放射の通過を、マスクを用いて防止すること、
を備える照射方法。
【請求項１１】
前記マスクを通過する複数の放射エミッタからの前記電磁放射の一部が重なり合う、請求項１０に記載の照射方法。
【請求項１２】
前記マスクは連続する端部を含み、該連続する端部の上方に複数の放射エミッタが配置される、請求項１０に記載の照射方法。
【請求項１３】
前記電磁放射は複数の光源から射出され、前記マスクは複数のそれぞれ異なる位置において前記電磁放射が通過することを防止する、請求項１０に記載の照射方法。
【請求項１４】
前記複数の位置の各々からの前記電磁放射が錐体形状で射出される、請求項１０に記載の照射方法。
【請求項１５】
前記マスクを通過する前記電磁放射の一部がウェハの一部を照射する、請求項１０に記載の照射方法。
【請求項１６】
前記マスクおよびウェハが同じ形状を有する、請求項１０に記載の照射方法。
【請求項１７】
前記電磁放射が複数の半導体デバイスから射出される、請求項１０に記載の照射方法。
【請求項１８】
前記電磁放射は非直線状の径路に沿った複数の位置において射出される、請求項１０に記載の照射方法。
【請求項１９】
前記マスクを通過する前記電磁放射がウェハを照射する間、前記ウェハが回転される、請求項１０に記載の照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
照射装置および照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路（ＩＣ）の製造においては、シリコン（または他の適切な材料の）ウェハのような通常円形の半導体基板の上に、いくつかのＩＣを同時に形成することが通例になっている。シリコンウェハの直径は、長年にわたって着実に増大してきており、約２５ｍｍから現状では３００ｍｍの範囲に及んでいる。数年後には４５０ｍｍウェハも出現するであろうことが予想されている。古いサイズのシリコンウェハ、例えば１００ｍｍ、１５０ｍｍおよび２００ｍｍウェハは、長年にわたり製品用として生産が続けられている。さらに、非シリコン材料および／またはＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＳｉＧｅなどのような複合材料に基づくＩＣおよび半導体は、通常、５０〜２００ｍｍの直径範囲のウェハ上に製作される。ウェハの通常の厚さは、部分的にはその直径によって左右されるが、約１／２〜１ｍｍの範囲である。一般的に言えば、単一のウェハ上に形成し得る所与の複雑さのＩＣの個数は、直径の２乗によって増大する。さらに、ＩＣの製作プロセスの技術は進歩しているので、ＩＣを構成する個々のトランジスタ、導体および他の形体の物理的なサイズは縮減し、それによって、単一ウェハ上に製作し得るＩＣの個数のさらなる増大が可能になる。ウェハ上に作成し得るＩＣの個数が増大するにつれて、ＩＣ当たりのコストがそれに伴い低減する。その結果、大直径のウェハは経済的利益の機会を提供する。
【０００３】
ＩＣの製作プロセスにおいて、ウェハは、通常、いくつかの異なる機械におけるいくつかの処理ステップを経る。ウェハは、通常、自動化された設備によって１つの機械から次の機械に移動される。自動化装置は、さらに続いて、各ウェハを各機械の内部にセットし、その各機械の上でそれぞれの処理ステップが実施される。ウェハを機械と適切に位置合わせしかつその機械内にセットするために、各ウェハに、物理的なインデクス特徴を設けることが一般的に行われている。この特徴は、ウェハが切り出される結晶が形成される時に形成することができ、かつその結晶方位を示すことができる。図１Ａに示すように、２００および３００ｍｍ直径のシリコンウェハにおいては、インデクス特徴はウェハ１０の周囲における小ノッチ１１であることが普通である。さらに小型サイズのシリコンウェハ（および特定の２００ｍｍウェハ）においては、図１Ｂに示すように、インデクス特徴は、通常、ウェハ１２の周囲に形成される平坦なセグメント１３である。図１Ａおよび１Ｂはスケールどおりには表現されておらず、特に例示目的のために、インデクス特徴が実際より遥かに大きく示されていることに留意されたい。例えば、図１Ａのノッチ１１は、そのサイズを実際には１ｍｍ２または２ｍｍ２未満とすることができる。
【０００４】
製作プロセスの１つ以上の段階において、ウェハをフォトレジスト膜で被膜処理することがある。続いて、フォトレジスト被膜処理されたウェハを適切な波長の電磁放射に曝露することができる。放射源とウェハとの間には、製作中のＩＣの選択された幾何学的形体を詳細に表現するマスクを配置することができる。この方法によれば、マスクが画定する幾何学的パターンに応じて、フォトレジストの一部は曝露され、残りの部分は曝露されない。フォトレジストには通常２つのタイプがある。すなわち、ポジ型およびネガ型である。ポジ型フォトレジストを使用すると、適切な波長の電磁放射に曝露することによって、曝露されたレジストを適切な溶剤で洗い流すことができ、非曝露部分はそのまま残存する。このように曝露されたウェハの部分は、引き続いて製作プロセスの次のステップにおいて均等に処理することができる。ネガ型フォトレジストを使用すると、非曝露部分は容易に洗い流すことができるが、曝露部分はそのまま残存する。近年はポジ型フォトレジストが最も普通に用いられるタイプとなっている。通常、その曝露には、４００ｎｍの近傍または紫外線領域の波長を有する電磁放射が要求されるが、他の波長を必要とする他のタイプのポジ型レジストも知られている。
【０００５】
フォトレジストをウェハに塗布する一般的な方法はスピンコーティングである。この方法においては、ウェハが多くの場合は真空手段によって、被膜処理表面が水平にかつ上向きに曝露されるように、チャック上に保持される。チャックは、中心の垂直軸の回りに回転されてウェハを回転させる。適切な量の液体フォトレジストを、回転ウェハの中心またはその近傍に載せる。すると、遠心力によって、レジストがウェハの全表面に均等に分布する。しかし、通常、フォトレジストのビードがウェハの端部に形成される。これが図２Ａおよび２Ｂに例示されている。図２Ｃは端部のビードが除去された後の同じウェハを示す。図２Ａ〜２Ｃは例示目的であり、スケールどおりに描かれていない点を強調しておく。図２Ａは、フォトレジストの被膜２１を有するウェハ２０の斜視図であり、図２Ｂはこのウェハの直径における断面図である。ウェハ２０の端部には、レジストの端部ビード２２が見られる。図示のように、端部ビード２２は、ウェハ２０の表面上の被膜２１より高く盛り上がっており、さらに、端部を超えて、ウェハ２０の円筒状の外周２３上に下向きに広がることがある。通常、フォトレジストの被膜２１の厚さは、端部ビード２２が形成される端部を除いて、ウェハ２０の表面全域で約２５マイクロメートルである。端部ビード２２は、ウェハ上に５０〜７５マイクロメートルのピーク高さ（すなわち被膜２１の表面上に２５〜５０マイクロメートルの高さ）を有し、それは、通常、端部２３から内向きに１ｍｍ〜２ｍｍの距離だけ広がることがある。図２Ｂに示すように、「Ｄ」はウェハ２０の直径を示し、「Ｗ」は端部ビード２２が占め得るウェハ表面上の最大幅を規定している（Ｗ対Ｄの比が通常０．０１未満である事実は、図がスケールどおりのものからいかに大きくかけ離れているかを示している）。
【０００６】
周知のいくつかの理由から、製造プロセスにおける次のステップに進む前に、端部のビード２２を除去することが一般的に望ましく、そうするためのいくつかの方法が先行技術において存在する。ウェハの端部においてフォトレジストを完全に取り除くこと、従って図２Ｃに示すようにウェハの表面２４ａを露出することが望ましい場合が多い。図２Ｃは、端部ビード２２が除去された後の図２Ａおよび２Ｂのウェハ２０の断面図である。レジストの除去は、ウェハ２０の端部から内向きの距離Ｗに対して、ウェハ２０の外周２３に沿って行われたものであることに留意されたい。端部ビードの除去については、いくつかの技術が知られている。例えば研磨のような機械的方法が知られている。このような方法は、製作プロセスの他のステップ、例えば、金属化のプロセスステップを実行した場合に生成される金属の端部ビードの除去にも使用することができる。溶剤に基づく端部ビードの除去法も知られている。これは、ポジ型またはネガ型フォトレジストのいずれにも適用可能であり、例えば特許文献１に記載されている。このような方法においては、ノズルに導かれた適切な溶剤の流れがウェハの周囲の端部に均等に噴射されて端部のビードを洗い流し、ウェハのむき出しの下地表面を露出させるように、ウェハを回転させるのが通例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，５６５，９２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ポジ型フォトレジストの端部ビードを除去するために、端部ビードを適切な波長の電磁放射に曝露してフォトレジストを活性化した後にその残渣を洗い流すようにした技術がある。このような技術においては、端部ビードの領域におけるフォトレジストを十分に照射するが、ウェハの残りの部分をカバーするフォトレジストに影響を及ぼさないように注意しなければならない。
【０００９】
先行技術における一つの方法は、必要な波長の電磁放射源として大型の水銀灯を使用することである。４００ｎｍの近傍において強力なエネルギー射出特性を有する水銀ランプは、通常のポジ型フォトレジストとの適合性が良く、従ってこの目的用として用いられてきた。
【００１０】
フォトレジスト被膜された内部領域に影響を及ぼすことなくウェハの端部領域にランプの放射を照射するために、反射ハウジング、シャドウマスクなどを用いることができる。しかしながら、ランプのエネルギーの大部分は、ハウジングの内部や、不透明なシャドウマスクによって吸収または反射されるか、あるいは他の形でプロセスにおいて浪費される可能性があり、結果的に効率上好ましくない。ウェハは、放射がその全端部に均等に照射される時、定置位置に保持される。大型の水銀ランプは、その水銀ランプから射出される光がシャドウマスクに対して中心の位置から射出されるように位置決めされる。この位置決めの目標は、ウェハを照明する光がウェハ上において均等になるようにすることである。換言すれば、ランプによって照明されるウェハのすべての部分が均等に照明されることが望ましい。光の射出を（光の射出源とウェハとの間に配置される）マスクに対して中心に置くことによって、照明されるウェハの部分が均等に照明される。このようなタイプのシステムの電力必要量は、部分的にはウェハの直径とレジストの種類とに応じて、数１００ワットから３０００〜５０００ワットもの範囲に及ぶが、これは不利な点である。生産設備においては、水銀ランプの有用な稼動寿命が相対的に短いので、取り替えにコストが掛かる可能性がある。通常、この技術によってフォトレジストを完全に活性化するのに必要な時間は約２〜３分間である。
【００１１】
ポジ型フォトレジストの端部ビードを除去するための先行技術における第２の方法は、適切な波長の放射の小さい集中ビームを照準することを含む。ウェハは、ターンテーブル上に保持され、全端部が放射のビームを通過するようにゆっくり回転される。この方法によって、放射源に対する電力必要量は大幅に小さくなり、電力の浪費が縮小する。しかしながら、このプロセスは何倍もの時間を要する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
方法はウェハを照射し、装置はウェハを照射するためのものである。複数の放射エミッタは放射を射出する。マスクは複数の放射エミッタからの電磁放射の一部の通過を可能とし、電磁放射の別の一部の通過を遮断する。
【００１３】
なお、図面は例示目的のみであり、意図的にスケールどおりに描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】周囲の端部に小さいノッチを有するウェハの平面図。
【図１Ｂ】周囲の端部に平坦な部分を有するウェハの平面図。
【図２Ａ】フォトレジストで被膜処理されたウェハであって、フォトレジストの端部ビードを有するウェハの斜視図。
【図２Ｂ】図２Ａのウェハの直径に沿う断面図。
【図２Ｃ】端部ビードが除去された図２Ａのウェハの断面図。
【図３Ａ】ウェハ保持チャックを利用した、本発明を組み込み可能な例示的な自動化システムの模式的な断面図。
【図３Ｂ】ウェハ保持チャックを利用した、本発明を組み込み可能な例示的な自動化システムの模式的な断面図。
【図４Ａ】ウェハ保持チャックを利用した、本発明を組み込み可能な別の例示的な自動化システムの模式的な断面図。
【図４Ｂ】ウェハ保持チャックを利用した、本発明を組み込み可能な別の例示的な自動化システムの模式的な断面図。
【図５Ａ】本発明を組み込んだ例示的放射ユニットの斜視図。
【図５Ｂ】図５Ａの部分分解図。
【図６Ａ】ウェハの端部を放射に曝露するためにウェハを所定位置に保持した状態の図５Ａの例示的放射ユニットの斜視図。
【図６Ｂ】図６Ａの部分分解図。
【図７】放射源として機能する複数のＬＥＤユニットがウェハの端部ビードに合致する径路に沿って配備されたプリント回路基板の斜視図。
【図８】個々のＬＥＤユニットの斜視図。
【図９】射出エネルギーの５０％を区切る直円錐形状の表面を例示するＬＥＤユニットの斜視図。
【図１０】プリント回路基板上の径路に沿って配備される複数のＬＥＤユニットと、その結果としての表面に入射する射出放射の径路との模式的な斜視図。
【図１１】ウェハの端部に合致するプリント回路基板上の径路に沿って配備される複数のＬＥＤユニットによって供給される放射の径路を例示する模式的な斜視図であって、ウェハとＬＥＤユニットとの間に配置されるマスクがウェハの内部への放射の入射を防止する場合を示した図。
【図１２Ａ】図５Ａ〜６Ｂの例示的放射ユニットと組み合わせることができるマスクの斜視図。
【図１２Ｂ】図５Ａ〜６Ｂの例示的放射ユニットと組み合わせることができるマスクの斜視図。
【図１３Ａ】本発明を組み込んだ別の例示的放射ユニットであって、図５Ａ〜６Ｂのユニットのマスクとは異なるタイプのマスクを有する放射ユニットの斜視図。
【図１３Ｂ】図１３Ａの部分分解図。
【図１４Ａ】ウェハの端部を放射に曝露するためにウェハを所定位置に保持した状態の図１３Ａの例示的放射ユニットの斜視図。
【図１４Ｂ】図１４Ａの部分分解図である。
【図１５】図１３Ａ〜１４Ｂの例示的放射ユニットに組み込まれるマスクの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上述した２つの先行技術は端部ビードを除去するものでなく、むしろ、端部ビードをその後の操作において洗浄または現像除去することができるように適切な波長の電磁放射に曝露するものである。本発明は、ポジ型フォトレジストの端部ビードをそのような放射に曝露するための改良された方法および装置であって、急速かつエネルギー効率的な方法および装置を提供する。
【００１６】
一方法および一装置はウェハ上のポジ型フォトレジストの端部ビードを所要波長の電磁放射に曝露する操作を容易にする。この波長は、通常必ずしも紫外線範囲内とは限らない。本明細書では、本発明を特定の実施形態を参照して例示し説明するが、ここで提示する詳細な形態に本発明を限定することは意図されていない。むしろ、この詳細な形態において種々の変更を等価物の範囲内において本発明から逸脱することなく行うことができる。図面を参照して本発明を説明するが、図面は必ずしもスケールどおりには描かれていない。これらの図面は制限よりもむしろ例示用として意図されており、本発明の説明を簡略化するために本明細書に包含される。
【００１７】
例えばポジ型フォトレジストの端部ビード除去用として用いることができる方法および装置が提供される。この方法においては、帯状に連続する電磁放射が、ウェハの周囲端部と同じ形状およびほぼ同じサイズの径路に沿って射出される。放射はウェハの端部領域に照射される。放射がウェハの内部領域に影響を及ぼすことを防止するためにマスクを使用する。放射は、その後の操作において、曝露されたフォトレジストを洗い流すことができるように、適切な波長（または波長範囲）において、十分な長さの時間、十分な電力レベルで照射される。
【００１８】
上記帯状に連続する放射は、上記径路に沿って間隔配置されたＬＥＤユニット内に含まれる複数の発光ダイオードによって供給することができる。発光ダイオードは、上記適切な波長もしくは実質的にそれに近い波長（あるいは波長範囲）において電磁放射を射出するように設計し得る。各ＬＥＤユニットは、その出力が錐体の表面によって実質的に区切られるようにレンズを備えることができる（なお、錐体は、頂点（apex）または頂上点（vertex）として知られる単一の点と、準線（directrix ）または底面（base）として知られる１つの閉曲線とを通過する、母線（generix）とも呼称されるすべての直線の軌跡、集合または和集合として、一般的に数学的な意味において理解される）。ＬＥＤユニットは、ウェハの端部に沿うどの箇所においてもほぼ均等な出力密度の放射を供給するために、隣接する２つのＬＥＤユニットが射出する放射の錐体で区切られる容積がウェハの表面において十分に重なり合うような態様において、間隔を空けて離して配置される。
【００１９】
本発明の例示的な実施形態は、自動化された大量生産システム、あるいは、実験室での使用に適した簡単な低コストシステムに容易に適合させることができる。説明にある程度の背景を付与するために、基本的なこの種の例示的システム（図３Ａおよび３Ｂ）を説明する。
【００２０】
図３Ａおよび３Ｂ（スケールどおりには表現されていない）は、本発明の例示的実施形態を含むことができるシステム１００を模式的に表現している。この装置は閉囲することができ、典型的なエンクロージャ１２０が断面で表現されている。処理されるべきウェハの供給は、エンクロージャ１２０の外側に位置するラックにおいて行われる。ウェハ搭載機構４０が、ラック１２５からウェハ２０を取り上げて、それをチャック３００上に正確に載せる。この場合、ウェハ２０を、例えば真空によって所定位置に保持することができる。ウェハ搭載機構４０は、アクチュエータ４１によって操作されるロボット装置とすることができ、このアクチュエータ４１は制御器５０によって制御することができる。ＩＣの製造には、このような自動化機構が普通に用いられている。チャック３００は、垂直駆動ユニット３２０に連結される垂直部材３１０によって支持される。垂直駆動ユニット３２０はアクチュエータ３１２を含み、アクチュエータ３１２は、垂直部材３１０、従ってチャック３００を垂直上向きおよび／または下向きに動かすように、同様に制御器５０によって制御される。チャック３００の直上に放射ユニット２００が配置される。放射ユニット２００は、指令を受けると、フォトレジストを活性化させるのに適した波長を含むスペクトルを有する電磁放射を発生させる。例示的な一システムにおいては、この波長を好ましくは３９０〜４１０ｎｍの範囲内にすることができる。放射が、望ましくない部分に照射されるのを防止するために、シャドウマスク２５０が、放射ユニット２００に交換可能に取り付けられる。シャドウマスク２５０は、システムを異なる状況に適応させるために従来どおりの手段によって容易に変えることができる。制御器５０は放射ユニット２００をも制御することができる。例示的一実施形態においては、制御器は放射源のスイッチをオンまたはオフすることができ、別の例示的システムにおいては、制御器は、放射源のスイッチをオンにしたまま、放射の強さを制御することもできる。
【００２１】
放射ユニット２００から射出される放射は、放射ユニット２００から射出される放射の一部が、チャック３００（または他の支持構造物）上のウェハを照明しないようにシャドウマスク２５０によって遮断される態様において射出される。放射ユニット２００から射出される放射の別の一部は、シャドウマスク２５０を通過し、チャック３００上のウェハを照明する。放射ユニット２００は、射出された放射が、部分的にはシャドウマスク２５０によって遮断され、部分的にはシャドウマスク２５０を通過する態様において位置決めされる。先行技術においては、シャドウマスクによって遮断されかつシャドウマスクを通過する照明が、マスクの中心に合致する位置から射出される。先行技術においては、放射射出の位置をマスクに対して中心に置くことによって、ウェハに到達する放射が、到達されるウェハの全面積において均等にウェハに到達する。「中心」という語によって意図する意味は、マスクの物理的な中心に合致する位置である。言い換えれば、マスクが平面的な物体であり、マスクの平面と直交する１本の線がマスクの２つの端部の間の中点においてマスクと交差すると、「中心」はその線に沿う。先行技術では、放射がウェハ（すなわちマスクによってカバーされないウェハの部分）に均等に照射されることを確保するために、放射がその線に沿う位置から射出されていた。しかし、本発明の例示的な一実施形態においては、放射は、マスクの中心に合致する位置から射出されるのではない。むしろ、放射はマスクの中心から離れた位置から射出される。言い換えれば、マスクの中心の回りに配置される非直線状の線を想定することが可能であり、放射を、その線に沿う位置から射出できるのである。
【００２２】
マスク２５０は連続する端部を含む。
ここでシステム１００の運転について簡単に説明する。最初に、チャック３００上にはウェハが存在せず、ウェハを含むラック１２５がウェハ搭載機構４０に対して適切に位置決めされており、かつ、放射源のスイッチがオフにされていると仮定する。最初に、制御器５０が、図３Ａに示すように、チャック３００を「ウェハ受け取り」位置に位置決めするようにアクチュエータ３１２に指令する。この位置において、チャック３００は、ウェハ搭載機構４０と相互作用して新しいウェハを受け取ることができる。チャック３００がその位置に到着すると、制御器５０は、次に、操作されるべき次のウェハ２０をラック１２５から取り上げてそれをチャック３００上の正確な位置に載せるように、ウェハ搭載機構４０に指令する。そのチャック３００上に載せる操作が完了すると、制御器４０は、ウェハ２０を所定位置に固定するために、クランプ機構（図示されていない）のスイッチを入れる信号を供給する。例示的一実施形態においては、このクランプ機構は真空である。制御器５０は、続いて、ウェハ２０を放射ユニット２００およびシャドウマスク２５０と正確に位置合わせしかつそれらに近接させるために、図３Ｂに示す位置にチャック３００を上昇させるようにアクチュエータ３１２に指令する。続いて、放射ユニットのスイッチをオンにして、そのエネルギーをウェハ２０の方向に向けることができる。シャドウマスク２５０によって、ウェハ２０の中心部分には放射が到達しないこと、および、放射はウェハ２０の周囲の端部ビード領域にのみ照射されることが保証される。十分な放射が照射されると、放射源２００のスイッチをオフにして、チャック３００およびウェハ２０を、クランプ機構を解放でき、機構４０がチャック３００からウェハ２０を取り外すことができる位置に下げることができる。続いて、機構４０は、ウェハ２０を、ラック１２５または他の所要の場所に戻すことができる。
【００２３】
図４Ａおよび４Ｂ（これらもスケールどおりには描かれていない）は別の例示的実施形態を模式的に表している。システム１００’に関して示すこの実施形態は、可動のウェハ保持チャックを組み込んでいない。その代わり、ウェハ２０の端部を放射に曝露するために、アクチュエータ３１２’および４１’（並びに必要に応じて他のアクチュエータ）によって制御されるロボットアーム４０’が、ウェハ２０を正確に取り上げてセットし、所定位置に保持し得るように、能力を拡大して装備される。システム１００’の運転を簡単に説明するため、最初に、アーム４０’上にウェハが存在せず、ウェハを含むラック１２５がアーム４０’に対して適切に位置決めされており、かつ、放射源のスイッチがオフにされていると仮定する。最初に、制御器５０が、図４Ａに示すように、アーム４０’を「ウェハ受け取り」位置に導く。この位置において、アーム４０’は新しいウェハを受け取ることができる。アーム４０’がその位置に到着すると、制御器５０は、次に、操作されるべき次のウェハ２０をラック１２５から取り上げるように、アーム４０’に指令する。制御器５０は、続いて、アクチュエータ３１２’および４１’（並びに必要に応じて他のアクチュエータ）に指令して、ウェハ２０が放射ユニット２００およびシャドウマスク２５０に近接するように、アーム４０’を図４Ｂに示すような位置に動かす。上記システムの場合と同様に、続いて、放射ユニット２００のスイッチをオンにして、そのエネルギーをウェハ２０の方向に導くことができる。シャドウマスク２５０によって、ウェハ２０の中心部分には放射が到達しないこと、および、放射はウェハ２０の周囲の端部ビード領域にのみ照射されることが保証される。十分な放射が照射されると、放射源２００のスイッチをオフにして、アーム４０’およびウェハ２０を、ウェハ２０をラック１２５または他の所要の場所に戻すことができる位置に動かすことができる。
【００２４】
以上、２つの例示的システムを説明したが、これらはいずれも、特定の先行技術の端部ビード除去技術または本発明のどちらかを利用することができる。当業者は、ウェハを処理位置に正確にセットするための上記システムが一般的なものであること、および、多くの代替的な変形態様が可能であることを認識し得る。可能な変形態様としては、ウェハ保管ラックの個数および場所が異なっていること、エンクロージャの存在または無装備、ウェハの手動セットおよび実験室環境における放射源の操作、放射源に対するウェハ位置決め用としてのチャックよりもロボットアームの利用、および無数のその他の事項が含まれるが、必ずしもこれらに限定されない。
【００２５】
本発明の例示的実施形態を含む例示的放射ユニット２０００の斜視図が図５Ａに、その部分分解斜視図が図５Ｂに示されている。図６Ａおよび６Ｂは、フォトレジストの端部ビード２２を有するウェハ２０を、放射によって処理するために、放射ユニット２００に近接する位置に保持するチャック３００および垂直部材３１０のそれぞれ斜視図および部分分解斜視図である（例示目的のため、ウェハ２０は、上述した図２Ａ〜２Ｃにおける例示ウェハ２０と同じものである）。これらは必ずしもスケールどおりには描かれておらず、上記のように、チャック３００および垂直部材３１０は他の保持／位置決め手段に置き換えることができる。放射ユニット２０００は、電子機器および他の電力消費デバイス（図示されていない）を閉囲することができるエンクロージャ２１０を含む。冷却用として、ファン（図示されていない）および換気用の開口２１１を含めることができる。さらに、底面２１２は、ヒートシンクとして機能することができ、アルミニウムのような適切な熱伝導材料から製作することができる。エンクロージャ２１０の残りの５面はシート金属から好適に製作することができる。便宜上、以下、底面２１２を「ヒートシンク」２１２と呼称する場合がある。
【００２６】
ヒートシンク２１２の外面または下面には、４つのプリント回路基板５１０が装着される。このプリント回路基板５１０は、図示の場合すべて同一である。図７は、４つの回路基板５１０の内の１つの回路基板の斜視図を示す。各回路基板５１０には、複数の個別の放射源５２０が取り付けられる。個別の放射源５２０の拡大斜視図が図８に示される。概括的に言えば、放射源５２０は、所要の波長の放射を供給するタイプのものであり、処理径路に沿う放射の連続ストライプを提供する態様において配置される。すなわち、放射源５２０は、放射源５２０の少なくとも２つからの放射がマスク２５０を超えた位置において重なり合うように構成される。さらに、放射源からの放射は、それがウェハを照射する時に重なり合う。従って、各回路基板５１０は、放射源５２０の円の四分円を構成する。放射が、ウェハの領域または放射が望ましくないその周辺に影響を及ぼすことを防止するためにマスク２５０を用いることもできる。次に、さらなる詳細および情報を提供する。
【００２７】
各放射源５２０は、基板またはベース５２１と、ベース５２１からの最遠点に頂部５２３を有するレンズ５２２とを含むアセンブリである。電磁放射射出用の１つ以上の放射エミッタが、基板／ベース５２１上に装着され、レンズ５２２によって閉囲される。本発明の例示的一実施形態においては、放射エミッタは半導体の発光ダイオード（図ではレンズ５２２によって覆われて見えない）である。従って、このような放射源アセンブリを「ＬＥＤユニット」と呼称することができる。現在、ＬＥＤユニットは、１〜４個の発光ダイオードを個別のダイの上に装着して、あるいは、すべてのダイオードを１つのダイの上に装着して利用可能である。より多くの発光ダイオードを含むＬＥＤユニットが将来利用可能になること、そしてそれを本発明の本質の範囲内で使用し得ることが考えられる。上記のように、このＬＥＤユニットは、処理されるべきウェハ２０の近似的な直径を有する円形径路に沿って配備される。ＬＥＤユニット５２０は、所要の波長（または波長群）と、先の図２Ａおよび２Ｂに表現されるようにウェハ２０上に存在し得るフォトレジストの端部ビード２２を処理するための強さとを有する放射を射出するように設計される。特に、発光ダイオードは、所要の波長に対応するエネルギーのバンドギャップを提供するように適切にドープされた適切な半導体材料から製作されるＰ−Ｎ接合を含む（射出される波長は必ずしも可視スペクトルの範囲内にある訳ではないが、「発光ダイオード」という用語は、一般的にすべてのこのような放射射出ダイオードを指すのに用いられる）。例示的な一実施形態においては、所要の放射が約４００ｎｍの波長を有する。放射源５２０は１つ以上のプリント回路基板５１０上に装着することができ、この回路基板５１０は、ヒートシンク２１２の外面または下面に取り付けられる。図５Ａ〜６Ｂの例示的なシステム２００では、便宜上、４つの同一のプリント回路基板５１０が用いられている（他の実施形態においては、より多数の、もしくはより少数のプリント回路基板を最も好適なものとして用いることができる）。従来型の周知の技術を用いると、プリント回路基板５１０は、エンクロージャ２１０内に含まれる制御回路と、ＬＥＤユニット５２０内に含まれるそれぞれの発光ダイオード（図には見えない）との間の電気接続を、それぞれの基板５１０に含まれる電気接点によって提供する。発光ダイオードが順方向バイアスされ、電流がそのダイオードを通過すると、半導体デバイスの設計によって決定される波長（または波長範囲）を有する放射が射出される。この波長（または波長群）は、物理的に固定されたバンドギャップの関数であるが、有利なことに、相対的に広い電流範囲にわたって基本的に一定であり、さらに、射出される放射の強さは、電流の増大（減少）によって、それぞれ単調に増大（減少）する。
【００２８】
放射エミッタによって生成される電磁放射は、マスク２５０の中心から離れた位置から射出することができる。「射出する」という用語の使用によって、マスク２５０およびウェハに達する前に電磁放射が存在する場所があることが意図される。従って、例えば、電磁放射（それが可視光、ＵＶ、Ｘ線または他の任意の形態の電磁放射のいずれであっても）を任意の位置において発生させることが可能であり、その電磁放射をそれが射出されてマスク２５０に達する前に多様な位置に導くことが可能である（すなわち、放射の幾分かはマスク２５０によって遮断され、放射の幾分かはウェハを照射する）。電磁放射は、マスク２５０に向けて射出される前に、種々の技術によってその方向を定めることができる。この技術には、（例えば）レンズ、ミラー、光導体などが含まれるが、これに限定されない。マスク２５０は連続する端部を含むので、放射は、その端部の上方の複数の位置から射出される。
【００２９】
順方向バイアスされたダイオードを横切る電圧低下は非常に非線形であり、多くの場合、小さい抵抗と直列の一定電圧として近似的にモデル化されることはよく知られている。この場合、両パラメータは組み込まれる半導体材料によって変化する。たとえ僅かであっても、製作プロセスにおける変動のために、これらのパラメータの値は１つのダイオードから次のダイオードに僅かに変化する可能性がある。従って、これらのパラメータの最低値を有するダイオードが他のダイオードの完全な導通を妨げるので、２つ以上のダイオードを並列に接続しないことが望ましい。このため、ＬＥＤユニット群は、単一の電源が群中のすべてのユニットに等しい電流を供給し得るように直列に電気接続することが望ましい。同様に、複数の発光ダイオードを含むＬＥＤユニットは、個々のダイオードが直列接続になるように配線することができる。群内部におけるＬＥＤユニットの欠陥は、群を横切る電圧低下を監視することによって（例えば閾値比較器によって）リアルタイムに検出することができる。さらに、異なる群のＬＥＤユニットは、それらが交互配置されるように配備することができる。この方法で、欠陥が生じて未解決のダイオードによって、ＬＥＤユニットの線の連続するセグメントが暗くなるか、あるいはオフ状態になることがなくなり、システムが少なくとも幾分かは使用可能な状態を継続できる。
【００３０】
ＬＥＤユニット５２０が射出する電磁放射の強さは、ＬＥＤユニット５２０を通る電流の量を調整することによって変化させることが可能である。従って、ＬＥＤユニットが射出する電磁放射の強さを、例えば、ウェハに塗布された材料のフォトレジスト特性に応じて変えることが可能である。
【００３１】
ＬＥＤユニット５２０のレンズ５２２は、発光ダイオードが発生した放射エネルギーのかなりの量を、錐体の表面によって実質上区切られる空間領域内に投射させるタイプのものとすることができる。このように区切られる空間領域を、以下、「錐体容積」と呼称する。本明細書において、「錐体」という用語は、その一般的な数学的定義に従って定義されている。特に、「錐体」は、頂点または頂上点として知られる単一の点と、準線または底面として知られる１つの閉曲線とを通過する、母線とも呼称されるすべての直線の軌跡、集合または和集合を意味すると理解される。現在、多くのＬＥＤユニットは、直円錐表面を提供するレンズを含んでいる。すなわち、円形の準線と、頂点およびその準線の中心を通る線によって規定される軸であって、上記した円の平面に垂直な軸とを有する錐体の表面である。このようなＬＥＤユニットを、その軸がプリント回路基板５１０に垂直になるように装着することができる。これが、例えば図９に模式的に表現されている。図９は、ＬＥＤユニット５２０の側面図と、その関連する錐体容積５２４とを示している。錐体容積５２４は、ＬＥＤユニット５２０が射出する放射エネルギーの５０％以上が伝達される領域を表す。レンズの設計に応じて、錐体の軸５２５と、エネルギーの５０％を区切る錐体５２４の側面５２７との間の角度５２６は、通常、４０〜６０°の範囲内とすることができる。放射が、錐体の軸に垂直な平坦な表面５２９上に投射され、それによって、錐体および表面が交差する円５２８が規定されると、表面５２９における強さは、軸５２５と表面５２９との交点である円の中心５３０において最大である。この場合、その強さは円の中心からの距離の増大とともに減少する。例えば、その強さは、円５２８の直径全域にわたって、曲線のピークが円の中心５３０にあるガウス曲線（例えば釣鐘型）の態様において変化することができる。さらに、円５２８の直径は、ＬＥＤユニット５２０と表面５２９との間の距離の増大とともに明らかに増大するが、所与の時間の間に表面に入射する放射の量（例えば光子の個数）は一定のままである。このため、表面５２９上の任意の点における強さは、表面５２９およびＬＥＤユニット５２０を分離する距離と逆に変化することが分かる。
【００３２】
現在では、他の形態のレンズが特定のＬＥＤユニットについて商業的に利用可能である。例えば、楕円形の準線を提供するレンズが利用可能であることが知られている。将来には、別の可能性が利用可能であること、または利用可能になるであろうことが考えられる。例えば、長方形の準線を有するレンズユニットが特に有利である。本発明は、原則として、直円錐の容積を有するＬＥＤユニットに関して記述されているが、このような代替案は、本発明を実施する上で有利であり、当業者はそれを容易に適応させることができ、従って、本発明の範囲内に含まれる。
【００３３】
従って、ＬＥＤユニットにおける波長、レンズ、装着法、出力レベルなどに関する広範囲の選択肢および形態が商業的に利用可能であると言える。さらに、本発明のような特定用途のための合理的な範囲内のパラメータにカスタマイズされたＬＥＤユニットを頻繁に提供する商業的供給源が存在する。
【００３４】
隣接する放射源は、それらそれぞれの放射の錐体が相互に重なり合うように相互に近接して配置することができる。これが、例えば図１０に模式的に表現されている。図１０においては、１１個の近接するＬＥＤユニットが、基板５１０’の下面側の曲線の弧に沿って配備されて示されており、その射出された放射（直円錐の側面５２７および底面５２８によって表現される）は、全体として下向きに向けられ、平坦な表面５２９’に投射される（基板５１０’は図７のプリント回路基板５１０の一部を表し、表面５２９’は処理を受けるウェハの平面を表す）。表面５２９’は、放射源５２０が装着される平面に平行である。換言すれば、それは、放射源５２０から投射される放射の直円錐５２７の軸５２５（明確さの目的のため１本のみが図示されている）に垂直である。図に見られるように、各ＬＥＤユニットが投射する放射パターンは、表面５２９’上に重なり合う円５２８を形成するので、その上に放射の連続径路５３１を提供する。表面５２９’が目標とする表面または処理されるべきウェハの相対的な位置を表すとすると、この円の半径は、端部ビード（または他の可能なトラックまたは処理されるべき径路）の幅よりもかなり大きくすることができる。従って、ＬＥＤユニットの合計個数は変化し得る。ＬＥＤユニットの合計個数は、電磁放射を受ける径路に沿って均等な量の電磁放射を供給するＬＥＤユニットの個数によって決定することができる。マスクは、放射が、望ましくない表面の領域に入射するのを防止するために、放射源と、目標表面またはウェハとの間に配置することができる。
【００３５】
ウェハ上の端部ビードに放射を正確に照射するように上記内容を拡充するために、ここで図１１について説明する。この状況が図１１に模式的に示されている。図１１においては、ＬＥＤユニット５２０と、図１０の表面５２９’に置き換えられたウェハ２０との間にマスク２４０が挿入されている。従って、図１１は、図５Ａ〜６Ｂのシステム２０００の分解部分を表現していると見ることができる。マスク２５０はウェハ２０の表面２１に平行である。上記のように、ウェハ２０の表面２１は、放射源５２０が装着されるプリント回路基板５１０’の平面に平行である。さらに、ウェハ２０は、周囲の端部２３と、周囲の端部２４ａに隣接しかつそれに沿って延びる領域２４ａとを有するものとして示されている。領域２４ａは、端部のビードが存在する可能性があるウェハ２０の領域に合致している（例示目的のため、図１１には端部ビードは示されていない）。ＬＥＤユニット５２０は、放射の錐体５２７の軸５２５（すなわちＬＥＤユニットの光学中心）が周囲の端部２３と実質上合致するように配置されるものとして示されている。代わりの方式としては、それらの軸５２５を、領域２４ａの内部と交差するように配置することができる。マスク２５０は放射に対して不透明であり、その端部２４１は領域２４ａの内部の境界と一致する位置にある。放射の一部５３５はマスク２４０に入射し、従ってウェハ２０には伝達されない。マスク２５０が配置されているために、領域２４ａ以外のどの場所においても、放射はウェハ２０の表面２１に達しない。放射の錐体の残りの部分はマスクを通過する。部分５３６の内、ストライプ５３７は領域２４ａに入射し、残りの部分５３８はウェハ２０の周囲の端部２３の傍を通過する。残りの部分５３８は、架空表面５２９’に入射するように示されているが、この架空表面５２９’は任意の特定の実施形態において存在してもしなくてもよい。従って、放射のストライプはウェハ２０の領域２４ａに供給され、放射が領域２４ａから離れたウェハ２０の表面２１上の部分に達することは防止される。放射の錐体が重なり合っているために、ウェハの端部におけるストライプに沿う放射の強さは、全端部ビードを適切に処理するのに十分な程度に基本的に均等である。必要であれば、ウェハ２０を迂回する放射が他の装置に影響を及ぼしたり安全上の問題になったりすることを防止または制限するために、ウェハ２０の周囲端部２３から離して追加のマスク装置を配備することができる。
【００３６】
以上述べたことを背景として、ここで、図５Ａ〜６Ｂに示した本発明の例示的実施形態２０００についての説明を続けることができる。この特定の実施形態は、図１Ａに示すタイプの小さい位置合わせノッチを有するウェハを処理するように意図されているが、この位置合わせノッチは、端部ビードに対しては無視し得るサイズのものであり、従って、この説明目的のためには無視することができる。プリント回路基板５１０は、ＬＥＤユニット５２０の光学中心（すなわちそれらそれぞれの放射錐体の軸）が、ウェハと同じ直径を有する円上に配置されるように設計される。例示的なＬＥＤユニット５２０の正方形の底面５２１は約５ｍｍ×５ｍｍである。２００ｍｍ直径のウェハを処理するように設計されるシステムの場合は、このようなＬＥＤユニットを、１００個、２００ｍｍ直径の円上に、その光学中心の中心間隔を約６．２８ｍｍとして相互に近接して装着することができる。従って、各プリント回路基板５１０は２５個のＬＥＤユニット５２０を含む。
【００３７】
マスク２５０は、ＬＥＤユニット５２０が生成する放射に対して不透明な材料の円形ディスクである。不透明さは、吸収特性または反射特性、あるいはこれら２つの組み合わせの結果であることが多い。一般に、処理中のマスクの加熱と不適切な膨張とを避けるために、主として反射性の材料を使用することが望ましい。その結果、例示的な一実施形態においては、所要に応じて研磨することができる反射性のアルミニウムが使用される。代替的に、スクリーン印刷ガラスを用いることができる。マスク２５０の直径は、処理されるべきウェハの直径より僅かに小さくするのがよい。特に、直径Ｄのウェハの外周端部に沿って幅Ｗの帯状部分を占める端部ビードへの照射が必要な場合には、マスク２５０の直径をＤ−２Ｗとするのがよい（Ｗは端部ビードの最大幅であるとも解釈し得る）。例えば、ウェハが２００ｍｍの直径を有し、端部ビードがウェハの周囲端部の３ｍｍまでを占める可能性がある場合は、マスクの直径は１９４ｍｍとするのがよい。マスク２５０は、ヒートシンク２１２の平面およびＬＥＤユニット５２０のレンズの頂部５２３によって規定される平面と平行になるように、好ましくは堅固に保持されるのがよい。さらに、マスク２５０は、ＬＥＤユニット５２０のレンズ５２３に近接しているが、それと接触しないように配置することが望ましい。通常、ＬＥＤユニット５２０とマスク２５０との間には約５〜１２ｍｍの間隔を設けることが望ましい。最後に、マスク２５０の中心は、好ましくは、マスクの円とＬＥＤユニット５２０の円とが同心になるように、ＬＥＤユニット５２０の円の中心と合致させるのがよい。図６Ａに示すように、一実施形態においては、マスク２５０は、ヒートシンク２１２に当接するスペーサに対して装着することができ、適切なねじ（図示されていない）によって所定位置に保持することができる。このねじは、マスク２５０のクリアランス孔２５２と、対応するスペーサ２５１におけるクリアランス孔とを通り抜けて、ヒートシンク２１２における対応するねじ穴の中にねじ込まれる。スペーサ２５１は、マスク２５０を所要の位置に位置決めするサイズのものである。当業者は、マスク２５０を取り付ける別のいくつかの適切な方法を容易に見出し得る。
【００３８】
このように、マスク２５０は、多数の電磁射出位置から射出された電磁放射の一部が通過するのを可能にしつつ、多数の電磁射出位置からの上記電磁放射の別の一部が通過するのを遮断する。上記のように、電磁放射はそれが射出される位置からマスクに向けて導かれる。この位置は、マスク２５０の端部の直上の位置であってもよいし、あるいは間接的に上方の位置であってもよい。各放射エミッタは電磁放射を射出し、その電磁放射はマスクのそれぞれ異なる部分によってマスクを通過することが遮断される。
【００３９】
図６Ａおよび６Ｂは、端部ビード２２を有するウェハ２０の斜視図および分解斜視図を示す。このウェハ２０は、図５Ａおよび５Ｂの例示的放射ユニット２０００によって処理するために、チャック３００によって所定位置に保持されている。ウェハ２０は、マスク２５０と平行になるように、かつ、ウェハ２０の中心がマスク２５０の中心と同心になるように位置決めすることが望ましい。換言すれば、ウェハ２０は、平坦化され、マスク２５０と中心合わせされる。また、処理されるべきウェハ２０をマスク２５０に近接して配置することも望ましい。位置決めされた時のウェハ２０とマスク２５０との間の間隔は、通常、約５〜１０ｍｍである。
【００４０】
上記のように位置決めが完了すると、ＬＥＤユニット５２０のスイッチをオンにして、所要の放射を端部ビード２２に照射することができる。上記のように、マスク２５０は、放射が端部ビード２２より内部のウェハ２０の部分に達するのを防止する。換言すれば、マスク２５０は、端部ビードより内部のウェハの領域を保護遮蔽する。所要の効果が生じる程度に十分に放射が照射されると、ＬＥＤユニット５２０のスイッチをオフにして、ウェハ２０をその位置から取り外し、所要の場所に置くことができる。
【００４１】
図１２Ａおよび１２Ｂは、それぞれ、マスク２５０およびマスク２５０’として言及するマスクの２つの可能な実施形態を示す。マスク２５０は、図５Ａ〜６Ｂおよび１１に示すものと同じである。両者共２つの反対側の表面を有する。第１表面２５５は放射源５２０に面し、第２表面２５６（図では見えない）は、処理されるべきウェハ２０に面する。それぞれマスク２５０および２５０’の周囲に延びる側面２５７、２５７’が２つの表面を結合する。第１表面２５５は、放射を反射して遠ざけ、温度を高める吸収を最小化するように適切に研磨することができる。図１２Ａに示す例示的マスク２５０においては、マスク２５０の側面２５７は両表面２５５および２５６に対して直角である。この構成の場合、十分に明確な（すなわち鋭い）影の線を形成するために、マスク２５０の側面２５７をきわめて入念に滑らかにすることが必要になる場合がある。図１２Ｂに示す例示的マスク２５０’は、ウェハに面する表面２５６と鋭角（のみまたはかんなの刃に類似の鋭角）を形成する傾斜した側面２５７’を有する。この構成によれば、鋭い影の線をより容易に得ることができる。
【００４２】
本発明のさらに別の実施形態が図１３Ａ〜１４Ｂに示されている。この実施形態は、主として、使用するマスクと放射ユニット２０００’へのその取り付け手段との点で、先に説明した図５Ａ〜６Ｂの実施形態と異なっている。特に、エンクロージャ２１０と、内部電子装置および冷却機構と、ヒートシンク２１２と、プリント回路基板５１０と、放射源またはＬＥＤユニット５２０とは、すべて、図５Ａ〜６Ｂに関して先に説明したのと同じ設計、タイプおよび個数のものとすることができる。さらに、処理も先に説明したのと同じにすることができる。
【００４３】
図１３Ａ〜１４Ｂに用いるマスク２６０は、図５Ａ〜６Ｂに用いるマスク２５０と異なる。マスク２６０は、マスク２５０が不透明ディスクであるのとは違って、半導体製作プロセスにおいて用いられる他のマスクと類似の方式で製造される。従って、マスク２６０は、標準的な市販のマスク作製設備またはサービスによって製造することができる。この市販のマスク作製設備またはサービスは、半導体チップの製作において、幾何学的形体を数１０ナノメートルの精度に成形するのに適したマスクを製造する能力があることで知られている。
【００４４】
図１５は、溶融石英から作製される長方形（または正方形）のマスク２６０の斜視図を示す。例示的マスク２６０は、約３ｍｍの厚さであり、２つの平行な表面２６２ａおよび２６２ｂを有する。表面２６２ａは、クロムメッキされており、不透明な反射表面を呈する。放射が通過し得る透明なストライプを構成するトラック２６５には、クロムメッキは存在しない。トラック２６５は、通常、商業利用可能なマスク作製プロセスにおいて、フォトリソグラフィーのような適切な技術によって形成される。例示的一実施形態においては、トラック２６５は、円形であり、先に述べた実施形態におけるディスク形状のマスク２５０の直径の場合と同じ方法で計算された内径を有することが望ましい。すなわち、その直径はＤ−２Ｗであり、Ｄは処理されるべきウェハの直径、Ｗは、上記のように端部ビードの最大幅である。２００ｍｍ直径のウェハと組み合わせて使用するマスク２６０の例示的一実施形態においては、内径が１９５ｍｍであり、２．５ｍｍの端部ビードの最大幅が可能になる。トラック２６５の外径は、好ましくは、処理されるべきウェハの直径Ｄより少なくとも数ｍｍ大きくするのがよい。例えば上記の例示的一実施形態においては、外径を２０５ｍｍとすることができ、その結果トラック幅は５ｍｍになる。
【００４５】
上記マスク２５０の場合と同様に、このマスク２６０は、ヒートシンク２１２と平行に、かつ、ＬＥＤユニット５２０の外側のレンズの頂部５２３に近接しているがそれに接触しない位置に配置される。また、マスク２６０は、メッキしていない表面２６２ｂがヒートシンク２１２およびＬＥＤユニット５２０に面するように、かつ、クロムメッキされた表面２６２ａを処理されるべきウェハの方に外側に向けて配置される。最後に、マスク２６０の中心は、好ましくは、２つの円が同心になるように、ＬＥＤユニット５２０の円の中心と合致させるのがよい。例示的一実施形態においては、クロムメッキされた表面２６２ａは、ＬＥＤユニット５２０のレンズの頂部５２３から約３．５ｍｍの距離に固定される。
【００４６】
マスク２６０を所定位置に位置決めして保持するための例示的装置が図１３Ａ〜１４Ｂに示されており、以下、これについて説明する。マスク２６０は、マスクフレーム２７０の内部に適合しており、適切なねじ２７２でフレーム２７０に固定されるクランプバー２７１によって、その中に確実に保持される。マスクフレーム２７０は、プリント回路基板５１０が占める面積の境界をなす正方形または長方形より僅かに大きい全体サイズを有する。
【００４７】
ヒートシンク２１２には、２つのブラケット２７５が、同様に適切な固定具（図示されていない）によって取り付けられる。ブラケット２７５は、プリント回路基板５１０が占める面積の外側に設けられ、互いに平行に配置され、かつ、マスクフレーム２７０がそのブラケット２７５の間で隙間なく摺動できるような距離に間隔を開けて配置される。ブラケット２７５は、プリント回路基板５１０の方に延びる保持リップ２７７であって、マスクフレーム２７０の落下を防止するサイズであるとともに、それ以外に、マスクフレーム２７０がヒートシンク５１０から実質的に離れるように動くのを防止するサイズの保持リップ２７７を含む。換言すれば、リップ２７７があるために、フレーム２７０を、ブラケット２７５の間において、ヒートシンク２１２およびブラケット２７５に対して相互に平行な方向に、ヒートシンク２１２から離れて落下するという実質的なリスクなしに動かすことができる。
【００４８】
マスクフレーム２７０をヒートシンク２１２に対して位置合わせし、平坦化し、かつ間隔を開けて配置するために、４個の段付きスペーサ２８０がヒートシンク２１２に装備され、マスクフレーム２７０の隅には対応する孔２７９が設けられる。段付きスペーサ２８０は、ベース部分２８１と、肩部２８２と、ガイド部分２８３とを有する。ガイド部分２８３は、それぞれのフレームの孔２７９ときっちり適合する直径を有する。スペーサ２８０は、フレーム２７０を受け入れて、それをＬＥＤユニット５２０に対して所要どおりに位置決めするように、ヒートシンク２１２の上に配備される。すなわち、フレーム２７０を、ブラケット２７５の間に摺動させて、その孔２７９がそのそれぞれの段付きスペーサ２８０のガイド部分２８３と合致する位置に動かすことができる。続いて、マスクフレーム２７０を、ガイド部分２８３がそれぞれの適合する孔２７９に入るようにヒートシンク２１２の方に向けて押し上げることができる。これによって、所要の最終の位置合わせが形成される。マスクフレーム２７０を段付きスペーサ２８０の肩部２８２に対して押し付けることによって、ヒートシンク２１２とのその平面性と、ヒートシンク２１２から離れる所要の距離とが確保される。マスクフレーム２７０を所定位置に固定するために、肩付きねじ２９０が組み込まれる。特に、段付きスペーサ２８０のガイド部分２８３は、そのそれぞれの肩付きねじ２９０のねじ部分２９１を受け入れるための軸方向のねじ孔２８４を含み、各肩付きねじ２９０の肩部２９２は、フレーム２７０におけるそのそれぞれの孔２７９より大きい直径を有する（この方式以外に平座金を用いることもできる）。このため、肩付きねじ２９０を挿入して締め付けることができ、その結果、肩付きねじ２９０の肩部がフレーム２７０に当接して、フレーム２７０を段付きスペーサ２８０の肩部２８２に堅固に押し付ける。従って、マスクフレーム２７０およびマスク２６０が所定位置に確実に固定される。便宜のため、各肩付きねじ２９０にノブ２９５を具備することができ、そうすると、マスクを取り外しまたは装着するための工具が不要になる。最後に、ブラケット２７５は、マスクフレーム２７０を、リップ部分２７７と段付きスペーサ２８０の先端部との間において快適に動かすことができるように十分な高さのものにすることを指摘することができる。
【００４９】
ＬＥＤユニット５２０に対するマスク２６０の位置決めによって、トラック２６５に入射する放射の線または光線は、表面２６２ａに対して実質的に垂直となる。従って、入射角が基本的に９０°であるかまたはそれに近いので、屈折による光線の曲がりまたは歪みは無視できる。周囲条件から、入射角がさらに鋭角である場合には、マスク２６０およびトラック２６５の設計において、好ましくは、屈折の影響を考慮するべきである。これは、周知のレイトレーシング技術およびスネルの法則を適用することによって実現することができる。
【００５０】
図１４Ａおよび１４Ｂは、図１３Ａおよび１３Ｂの例示的放射ユニット２０００’によって処理するために、チャック３００によって所定位置に保持される、端部ビード２２を含むウェハ２０の斜視図および分解斜視図を示す。ウェハ２０は、マスク２５０に平行になるように、かつ、ウェハ２０の中心がマスク２６０の中心と合致するように位置決めすることが望ましい。換言すれば、ウェハ２０は、マスク２６０に対して平坦化され、かつ中心合わせされる。処理されるべきウェハ２０をマスク２６０に近接して配置することも望ましい。位置決めされた時のウェハ２０とマスク２６０との間の間隔は、通常、約５〜１０ｍｍである。
【００５１】
上記のように位置決めが完了すると、ＬＥＤユニット５２０のスイッチをオンにして、所要の放射を端部ビード２２に照射することができる。上記のように、マスク２６０は、放射が端部ビード２２より内部のウェハ２０の部分に達するのを防止する。換言すれば、マスク２６０は、端部ビードより内部のウェハの領域を保護遮蔽する。所要の効果が生じる程度に十分に放射が照射されると、ＬＥＤユニット５２０のスイッチをオフにして、ウェハ２０をその位置から取り外し、所要の場所に置くことができる。例示的な一実施形態においては、３０秒未満の曝露時間が適切であることが分かった。
【００５２】
本発明のさらに別の実施形態においては、複数の放射源が、マスク２５０の端部と、マスクによって遮断されないウェハの部分とに向かって光を射出する。続いて、１つ以上の放射源からの放射が、マスク２５０によって遮断されないウェハの部分に均等に照射されるようにウェハを（例えばターンテーブル上において）回転させる。言い換えれば、上記した第１の例示的実施形態においては、複数の放射源が、マスク２５０によって遮断されないウェハのすべての部分に、均等な放射を同時に照射することができる（あるいは照射されなくてもよい）。この別の代替的実施形態においては、放射が、１つより多い放射射出源からウェハに照射される（または１つより多い場所から射出された後に照射される）が、放射を同時には受け取らないウェハの他の領域が存在する。従って、最初は放射を受け取らなかったウェハの領域がその後において放射を受け取ることができるように、かつ、マスク２５０によって遮断されないウェハの部分に、放射を均等に照射し得るように、ウェハを回転させるのである。
【００５３】
複数の射出源は別個の位置にあることが望ましい。
上記した例示的実施形態においては４個のプリント回路基板５１０が示されているが、ＬＥＤユニット５２０の所要のラインを、任意個数のプリント回路基板上に実現し得ることも考えられる。実際、１個から８個以上の個数の回路基板を有するいくつかの例示的実施形態を検討した。最終選択は、製造およびサービスコストと便宜性との問題である。
【００５４】
以上述べた例示的実施形態は、照射されるべき放射の径路がウェハの円形の周囲に従う状況に対処するものであったが、一連の個別の放射ユニットを使用する技術を他の形状にも適用し得ることは、当業者には明らかである。他の形状としては、図１Ｂのウェハ１２のインデクス平坦部１３のような、その境界上の平坦部分を有するウェハの周囲が含まれるが、これに限定されない。また、本発明がいかなる特定のサイズのウェハにも限定されないことは、当業者には明らかである。実際、いくつかの異なる直径のウェハを処理するための、本発明を組み込んだいくつかの例示的実施形態を検討した。すなわち、放射ユニットを非直線状の径路に沿って配備することが望ましい。放射ユニットは、例えば、処理されるべきウェハ上の径路と同じ一般的サイズおよび形状のものとすることができる。さらに、照射される放射が、処理されるべきでないウェハの部分に好ましくない形で影響を及ぼすことを防止するために、ウェハの形状でもある（ただしウェハより小さくしてもよいし小さくしなくてもよい）マスクを設けることができる。以上の如く、本明細書においては、特定の具体的な実施形態を参照して例示しかつ説明したが、本発明は、上記で説明した詳細な内容に限定されることは意図されていない。むしろ、詳細部分における種々の変更を、請求項の等価物の範囲内において、かつ、本発明の本質から逸脱することなく加えることができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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