(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の露光を行う装置であって、
基板にパルス光を照射する光源と、
外面が光学研磨されて、前記光源から照射されたパルス光を基板に導く石英製の導光ロッドと、
前記導光ロッドからの光が基板面上のパターンの非形成箇所に照射されるように基板と前記光源とを相対的に移動させる相対移動手段と
を備え、
前記相対移動手段がほぼ円形の基板を保持して回転させる回転保持手段を含み、当該回転保持手段で回転される基板の端縁領域を前記光源により基板の円周方向にわたって露光するものであることを特徴とする基板露光装置。
【請求項２】
基板にパルス光を照射する前記光源が、キセノンフラッシュランプであることを特徴とする請求項１に記載の基板露光装置。
【請求項３】
一枚の基板に対して露光処理を行う際に前記光源をパルス点灯駆動するとともに、当該一枚の基板に対する露光処理が終了すると前記光源のパルス点灯駆動を停止させる点灯駆動制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板露光装置。
【請求項４】
基板の露光を行う装置であって、
（ａ）パルス発光が可能な光源と、外面が光学研磨されて、前記光源からのパルス光を導光する石英製の導光ロッドとを有し、前記導光ロッドを通った後のパルス光を前記基板の照射光として出射する光学部と、
（ｂ）前記光学部と前記基板とを相対的に移動させて、前記基板の露光対象領域に対する前記照射光の位置決めを行う移動手段と、
（ｃ）前記相対的な移動と前記光源のパルス発光制御とを同期して行う同期制御手段とを備え、
前記同期制御手段が、前記露光対象領域を所定の単位領域ごとに間欠的に露光する間欠露光制御手段を有し、
前記間欠露光制御手段は、前記単位領域のサイズに応じたピッチで前記光学部と前記基板とを相対的にステップ移動させるとともに、当該ステップ移動において前記光学部と前記基板とが相対的に一時停止している間に前記光源から繰返しパルス光を発生させる手段であり、
前記露光対象領域が前記基板の端縁領域であることを特徴とする基板露光装置。
【請求項５】
基板の露光を行う装置であって、
（ａ）パルス発光が可能な光源と、外面が光学研磨されて、前記光源からのパルス光を導光する石英製の導光ロッドとを有し、前記導光ロッドを通った後のパルス光を前記基板の照射光として出射する光学部と、
（ｂ）前記光学部と前記基板とを相対的に移動させて、前記基板の露光対象領域に対する前記照射光の位置決めを行う移動手段と、
（ｃ）前記相対的な移動と前記光源のパルス発光制御とを同期して行う同期制御手段とを備え、
前記同期制御手段が、前記露光対象領域を所定の単位領域ごとに間欠的に露光する間欠露光制御手段を有し、
前記間欠露光制御手段は、前記単位領域のサイズの複数倍以上の距離にわたって前記光学部と前記基板とを相対的に連続移動させるとともに、当該連続移動において前記光学部と前記基板とが前記単位領域のサイズに相当する距離だけ移動するごとに前記光源から単パルス光を発生させる手段であり、
前記露光対象領域が前記基板の端縁領域であることを特徴とする基板露光装置。
【請求項６】
（ａ）パルス発光が可能な光源と、外面が光学研磨されて、前記光源からのパルス光を導光する石英製の導光ロッドとを有し、前記導光ロッドを通った後のパルス光を前記基板の照射光として出射する光学部と、
（ｂ）前記光学部と前記基板とを相対的に移動させて、前記基板の露光対象領域に対する前記照射光の位置決めを行う移動手段と、
（ｃ）前記相対的な移動と前記光源のパルス発光制御とを同期して行う同期制御手段と、
を備える基板露光装置を使用して基板の端縁領域を露光する基板端縁露光方法であって、
（Ａ）前記光学部と前記基板とを相対的に移動させる工程と、
（Ｂ）前記光学部と前記基板とが所定の距離だけ相対移動するごとに、前記端縁領域内の単位領域を前記光学部によって露光する工程と、
を備え、
前記所定の距離は前記単位領域のサイズに応じた距離であることを特徴とする基板端縁露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板（以下「基板」という。）に露光を行う基板露光装置およびそれを使用した基板端縁露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から基板露光装置、例えば端縁露光装置においては、その光学系の主要部の構造図である図１８に示すランプハウス９０１内において、超高圧水銀灯９０２からの光は楕円鏡９０３で集光され、レジスト感度に合わせた干渉フィルター９０４および濃度変更可能なＮＤフィルター９０５を通過後、開閉するシャッター９０６が開かれている場合にはそれを通過してランプハウス９０１外に至り、光ファイバー９０７ａを複数本束ねた光ファイバーバンドル９０７に入射する。そして、光ファイバーバンドル９０７は図示しない結像レンズ系を内部に備えた露光ヘッドに連結されており、その露光ヘッド内において光ファイバーバンドル９０７の出射端付近には図示しない矩形形状のスリットが設けられており、このスリットを通過した光は露光ヘッド内に導かれて結像レンズにより基板の露光面に至り、そこにスリット形状の像を形成する。また、露光ヘッドには、水平面内のＸ軸、Ｙ軸からなる２つの直交軸方向の駆動機構が設けられている。
【０００３】
そして、その駆動機構による駆動により露光ヘッドは基板に対して相対的に移動しつつ、露光対象領域を通過中はシャッター９０６が開かれ、ＮＤフィルター９０５により常時点灯している超高圧水銀灯から発せられた光が所定の強度になるように調節された後、基板の露光面にスリット形状の像が露光されていく。
【０００４】
そして、この装置では、このような露光処理を繰り返し行うことによって基板の露光面におけるチップパターンを形成する領域の外側から端縁部にかけての領域である端縁領域全体を露光する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、超高圧水銀灯は瞬時点灯が不可能であるため、上記のように露光処理中、常時点灯させているため、シャッター９０６を閉じている間の発光は無駄になり消費電力がかさみ、さらに、常時点灯していることにより超高圧水銀灯９０２の寿命が短くなっていた。
【０００６】
また、光ファイバーバンドル９０７は各光ファイバー９０７ａのクラッドや各光ファイバー９０７ａ間の隙間のため光のロスがあり、十分な強度が得られず、そのため露光時間が長くなり、スループットが低下していた。
【０００７】
この発明は、従来技術における上述の問題の克服を意図しており、消費電力が少なく、光源の寿命が長く、さらに、スループットを向上することができる基板露光装置およびそれを用いた基板端縁露光方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明の請求項１の装置は、基板の露光を行う装置であって、基板にパルス光を照射する光源と、外面が光学研磨されて、光源から照射されたパルス光を基板に導く石英製の導光ロッドと、導光ロッドからの光が基板面上のパターンの非形成箇所に照射されるように基板と光源とを相対的に移動させる相対移動手段とを備え、相対移動手段がほぼ円形の基板を保持して回転させる回転保持手段を含み、当該回転保持手段で回転される基板の端縁領域を前記光源により基板の円周方向にわたって露光するものである。
【０００９】
また、この発明の請求項２の装置は、請求項１に記載の基板露光装置であって、基板にパルス光を照射する光源が、キセノンフラッシュランプであることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の請求項３の装置は、請求項１または請求項２に記載の基板露光装置であって、一枚の基板に対して露光処理を行う際に光源をパルス点灯駆動するとともに、当該一枚の基板に対する露光処理が終了すると光源のパルス点灯駆動を停止させる点灯駆動制御手段を備える。
【００１２】
また、この発明の請求項４の装置は、基板の露光を行う装置であって、（ａ）パルス発光が可能な光源と、外面が光学研磨されて、光源からのパルス光を導光する石英製の導光ロッドとを有し、導光ロッドを通った後のパルス光を基板の照射光として出射する光学部と、（ｂ）光学部と基板とを相対的に移動させて、基板の露光対象領域に対する照射光の位置決めを行う移動手段と、（ｃ）相対的な移動と光源のパルス発光制御とを同期して行う同期制御手段とを備え、同期制御手段が、露光対象領域を所定の単位領域ごとに間欠的に露光する間欠露光制御手段を有し、間欠露光制御手段は、単位領域のサイズに応じたピッチで光学部と基板とを相対的にステップ移動させるとともに、当該ステップ移動において光学部と基板とが相対的に一時停止している間に光源から繰返しパルス光を発生させる手段であり、露光対象領域が基板の端縁領域であることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明の請求項５の基板露光装置は、基板の露光を行う装置であって、（ａ）パルス発光が可能な光源と、外面が光学研磨されて、光源からのパルス光を導光する石英製の導光ロッドとを有し、導光ロッドを通った後のパルス光を前記基板の照射光として出射する光学部と、（ｂ）光学部と基板とを相対的に移動させて、基板の露光対象領域に対する照射光の位置決めを行う移動手段と、（ｃ）相対的な移動と光源のパルス発光制御手段とを同期して行う同期制御手段とを備え、前記同期制御手段が、前記露光対象領域を所定の単位領域ごとに間欠的に露光する間欠露光制御手段を有し、前記間欠露光制御手段は、前記単位領域のサイズの複数倍以上の距離にわたって前記光学部と前記基板とを相対的に連続移動させるとともに、当該連続移動において前記光学部と前記基板とが前記単位領域のサイズに相当する距離だけ移動するごとに前記光源から単パルス光を発生させる手段であり、前記露光対象領域が前記基板の端縁領域であることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明の請求項６の方法は、（ａ）パルス発光が可能な光源と、外面が光学研磨されて、前記光源からのパルス光を導光する石英製の導光ロッドとを有し、前記導光ロッドを通った後のパルス光を前記基板の照射光として出射する光学部と、（ｂ）前記光学部と前記基板とを相対的に移動させて、前記基板の露光対象領域に対する前記照射光の位置決めを行う移動手段と、（ｃ）前記相対的な移動と前記光源のパルス発光制御とを同期して行う同期制御手段と、を備える基板露光装置を使用して基板の端縁領域を露光する基板端縁露光方法であって、（Ａ）前記光学部と前記基板とを相対的に移動させる工程と、（Ｂ）前記光学部と前記基板とが所定の距離だけ相対移動するごとに、前記端縁領域内の単位領域を前記光学部によって露光する工程と、を備え、前記所定の距離は前記単位領域のサイズに応じた距離であることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
＜１．第１の実施の形態＞
＜＜１−１．機構的構成＞＞
図１は第１の実施の形態における端縁露光装置の斜視図である。図１においては、水平面をＸ−Ｙ面とし、鉛直方向をＺ軸方向とする３次元座標系Ｘ−Ｙ−Ｚが定義されている。以下、図１を用いてこの端縁露光装置の機構的構成について説明していく。
【００２１】
この端縁露光装置は感光性樹脂被膜、取り分け化学増幅型レジスト膜がその面上に形成された基板の端縁部分の露光を行うのに好適な装置であって、基台１０、基板回動部２０、Ｙ軸駆動部３０、Ｘ軸駆動部４０、露光部５０、Ｘ軸センサ６０、Ｙ軸センサ７０、エッジセンサ８０および制御部９０を備えている。
【００２２】
基板回動部２０は吸着チャック２１０により基板Ｗを吸着保持し、基板回動モータ２２０の駆動により基板Ｗを基板Ｗに対して直角方向を回動軸として所望の角度について回動する。
【００２３】
Ｙ軸駆動部３０は基台１０に固設されたＹ軸モータ３１０と、その回転軸に連結されたＹ軸ボールネジ３２０と、Ｙ軸リニアガイド３３０と、それに摺動自在に取り付けられるとともに、Ｙ軸ボールネジ３２０により並進駆動されるＹ軸ベース３４０とを備えたＹ軸方向の並進駆動機構である。
【００２４】
Ｘ軸駆動部４０はＹ軸駆動部３０のＹ軸ベース３４０にＸ軸方向に渡って設けられたＸ軸リニアガイド４１０ならびにＸ軸モータ４２０およびそのＸ軸モータ４２０の回動軸に掛けられるとともにＸ軸方向に渡って設けられたタイミングベルト４３０とを備えるＸ軸方向の駆動機構である。
【００２５】
露光部５０はＸ軸駆動部４０のＸ軸リニアガイド４１０に摺動自在に取り付けられた露光ベース５１０、タイミングベルト４３０の駆動力を露光ベース５１０に伝える駆動力伝達部材５２０、露光ベース５１０に設けられた露光ヘッド５３０を備えており、光を基板Ｗ上に照射して基板Ｗの端縁部分を露光する。なお、露光ヘッド５３０の構造については後に詳述する。
【００２６】
Ｘ軸センサ６０は露光部５０の露光ベース５１０の下端に設けられた図示しない突起がその間を通過可能に発光素子および受光素子が対向して設けられたフォトセンサであり、露光ベース５１０のＸ軸方向における所在位置を検出する。
【００２７】
Ｙ軸センサ７０はＹ軸ベース３４０の下面に設けられた突起と同様の図示しない突起を検知するＸ軸センサ６０と同様のフォトセンサであり、Ｙ軸ベース３４０のＹ軸方向における所在位置を検出する。
【００２８】
エッジセンサ８０もＸ軸センサ６０およびＹ軸センサ７０と同様のフォトセンサであり、上下から基板回動部２０の吸着チャック２１０上に保持された基板Ｗを挟むように発光素子と受光素子とを備えており、その基板Ｗのオリエンテーションフラットまたはノッチの検出および基板回動部２０の鉛直方向の回動軸に対する基板Ｗの偏心量の検出を行う。
【００２９】
そして、上記の各部はＣＰＵおよびメモリを備える制御部９０に接続されており、そのうち各駆動部および露光部５０の動作タイミングを制御することによって基板Ｗの端縁露光を行っていく。
【００３０】
つぎに、本発明の主要部である露光部５０について、その構造図である図２を用いて、より詳細に説明していく。
【００３１】
露光ヘッド５３０はキセノンフラッシュランプ５４１、石英ロッド５４２、ダイクロイックミラー５４３及び結像レンズ５３１を備えている。
【００３２】
キセノンフラッシュランプ５４１は小型バルブ５４１ａ内にキセノンガスを封入するとともに、楕円鏡５４１ｂ、電極５４１ｃ、トリガープローブ（図示せず）を備えたフラッシュランプである。各波長における相対放射強度分布のグラフである図３に示すように、このキセノンフラッシュランプ５４１は、図示しない電源からの電力の供給に伴って、紫外域から赤外域に渡る広範囲の波長領域に渡ってパルス発光を行うことが可能で、とりわけ、化学増幅型レジストの感度がよい２００ｎｍ〜３００ｎｍの波長の光の発光効率がよく、主に紫外線露光用光源としての使用に適したものとなっている。また、キセノンフラッシュランプ５４１は制御部９０に電気的に接続されており、制御部９０は後述するように発光の期間、その開始タイミングおよび発光のパルス周期を制御することができる。
【００３３】
石英ロッド５４２は、その斜視図である図４に示すように、その断面が正方形形である四角柱形状をなした石英製の導光ロッドであり、その６つの外面が全て光学研磨されている。これにより、キセノンフラッシュランプ５４１から発せられた光は楕円鏡５４１ｂにより集光されて石英ロッド５４２の一端面である入射面５４２ａに入射し、その内部において各側面により全反射を繰り返す。これにより、入射面５４２ａから入射した光は石英ロッド５４２内部でミキシングされ、他端面である出射面５４２ｂで均一な照度分布となって２次光元として再び出射する。また、石英ロッド５４２の外面が光学研磨されていることにより、それらの面での反射の際の散乱によるロスは、ほとんど生じないものとなっている。
【００３４】
ダイクロイックミラー５４３は、ほぼ紫外波長域、すなわち波長が約２００ｎｍ〜３００ｎｍの領域の光のみ反射し、その他の波長の光は透過する性質を備えており、これにより紫外光露光に不要な波長の光はダイクロイックミラーを透過し、基板の露光面には到達しない。そのため、熱による基板Ｗの膨張やレジスト反応のムラを防ぐことができる。
【００３５】
結像レンズ５３１は鏡筒内部の２群のレンズ５３１ａ，５３１ｂからなり、その両側においてテレセントリック（物体側にテレセントリックおよび像側にテレセントリック）となるように構成されている。そのため、物体側にテレセントリックであることにより、石英ロッド５４２の出射面５４２ｂのいずれの位置からも出射面５４２ｂの法線に対して軸対称に主光線が出射するのを無駄なく結像レンズ系５３１に取り込むことができる。
【００３６】
また、基板Ｗの露光面が結像レンズ系５３１に対して上下（デフォーカス）したとしても、主光線が基板Ｗの露光面に垂直に入射するので、得られる像の大きさの変化を抑え、高い露光精度を得ることができる。
【００３７】
＜＜１−２．処理および効果＞＞
以上のような機構的構成を備えた端縁露光装置は以下のような手順に従って基板Ｗの端縁露光処理を行っていく。
【００３８】
図５は端縁露光の処理を示す図である。以下、この図を用いてこの装置による端縁露光処理について説明していく。
【００３９】
図５に示すように、この端縁露光装置では基板Ｗの外周部の１／４、すなわち、基板Ｗの２本の直交する直径によりチップパターン露光領域ＣＡ（図５において基板Ｗ中のハッチングを施した部分）の周辺部分である端縁露光領域ＥＡ（図５において基板Ｗ中のハッチングを施していない部分）を４等分して露光する。なお、チップパターン露光領域ＣＡは各チップパターンの外形が正方形のものとなっているため、ほぼ円形の基板Ｗの中心を４回軸とする回転対称の形状になっている。
【００４０】
予め制御部９０内に基板Ｗの端縁露光領域ＥＡの形状に関する情報として、その幅やチップパターン露光領域ＣＡに隣接する部分の各辺の長さ等の情報が保存されている。それを基に制御部９０は、端縁露光処理の際にはＸ軸駆動部４０、Ｙ軸駆動部３０および基板回動部２０の動作を制御することによって、露光部５０を開始位置Ｓから順次矢符を付した一点鎖線Ａ１〜Ａ４に沿って終了位置Ｅまで移動させつつ、端縁露光領域ＥＡを露光する。その際、図５中に各矩形で示した単位領域である露光区画のそれぞれの上方に露光ヘッド５３０が位置するたびに露光部５０を停止させつつ移動させるステップ移動を行い、それに伴って各露光区画の露光を行っていく。
【００４１】
図６はその際の露光ヘッド５３０の移動および停止の動作とキセノンフラッシュランプ５４１の繰り返しパルス発光との関係を示すタイミングチャートである。図６に示すように、制御部９０は、キセノンフラッシュランプ５４１が消灯した状態で露光部５０を移動させ、各露光区画上方において露光ヘッド５３０が位置するように露光部５０を停止させると、キセノンフラッシュランプ５４１を所定の周波数で数回の繰り返しパルス発光させ、その露光区画を露光する。そして、その露光区画の露光が終了すると、再びキセノンフラッシュランプ５４１を消灯した状態で露光部５０の移動を開始し、隣接する露光区画等の次に露光すべき露光区画上方に移動させる。このように、制御部９０は露光部５０の移動、停止およびキセノンフラッシュランプ５４１のパルス発光、消灯を繰り返す同期制御を行うことによって各露光区画を露光していく。
【００４２】
図５に戻って説明を続ける。開始位置Ｓから移動していった露光ヘッド５３０は露光区画Ｓ１において露光を行い、上記のようにして矢符を付した一点鎖線Ａ１に従って順次、各露光区画を露光していく。そして、露光区画Ｓ２の露光が終了すると、制御部９０はチャック２１０を回動させて基板Ｗを矢符ＡＡのように時計回りに９０゜回動させる。
【００４３】
つぎに、露光区画Ｓ３を露光し上記と同様に順次矢符を付した一点鎖線Ａ２のように露光ヘッド５３０が位置するように、露光部５０が移動しつつ各露光区画を露光していき、露光区画Ｓ４の露光が終了すると、制御部９０は再び基板Ｗを時計回りに９０゜回動させ、次は露光区画Ｓ５から露光区画Ｓ６にかけて各露光区画を露光し、制御部９０はさらにもう一度基板Ｗを時計回りに９０゜回動させて露光区画Ｓ７から露光区画Ｓ８にかけて各露光区画を露光して、最終的に終了位置Ｅに至り、端縁露光処理を終了する。
【００４４】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、キセノンフラッシュランプ５４１を光源として用いているので、制御部９０の制御により必要時のみ点灯することにより露光を行うことが可能であるので、発光の立ち上がりの遅い光源を常時点灯させておき、必要時のみ、その光を基板の露光面に結像させるような装置に比べて、消費電力を抑えることができる。また、それに伴い、従来装置で用いていた超高圧水銀灯等の連続点灯する光源の寿命は１０００時間程度であったが、フラッシュランプは１億回程度の点灯が可能であり、例えば１０Ｈｚの周波数で点灯した場合には３０００時間程度の寿命があることになり、光源の寿命を長くすることができる。そのため、ランプ交換作業も上記の例では１／３程度で済むこととなり、メンテナンス効率もよくなる。
【００４５】
また、露光量を発光パルス数及びランプ出力電圧の増減調整で制御できるのでシャッター、ＮＤフィルター等の発光量を調整する機構を光源以外に設ける必要がないので装置構成を簡素化でき、製造コストを抑えることができる。
【００４６】
また、キセノンフラッシュランプ５４１は各パルス発光強度が安定しているので、従来の超高圧水銀ランプ等のように点灯後の発光強度の変化に対する微妙な制御を行わなくても、繰り返しパルス発光の周波数、あるいは印加電圧を変更することにより発光強度を変化させることができ、容易に露光量の調節を行うことができる。
【００４７】
また、第１の実施の形態によれば石英ロッド５４２によりキセノンフラッシュランプ５４１からの光を導くものとしたので、従来装置のように光ファイバーバンドルを用いた場合と比べて、光ファイバーのクラッドに相当する空気となり、全反射の臨界角を大きくすることができる。従って、光源における広い角度範囲からの光を露光のために利用することができ、また、従来装置のように、各光ファイバーのクラッドやそれらの隙間による光のロスもないので、光源からの光の利用効率が高くなり、消費電力を抑え、スループットが向上する。
【００４８】
また、光ファイバーバンドルを用いた場合には上記のようなクラッドや隙間によって、出射端における出射光の照度分布が均一でなかったのに対して、第１の実施の形態では石英ロッド５４２の出射面５４２ｂにおける出射光の照度分布が均一であるので、均一に露光でき、露光品質を向上させることができる。
【００４９】
また、例えば、端縁露光領域に隅領域（例えば、図５の露光区画Ｓ１０〜Ｓ１７）が存在する場合に、連続的に移動させつつ露光を行う場合にはその隅領域において移動方向を変えると、その隅領域の隅に近い部分はそれ以外の部分に比べて露光されている時間が相対的に短くなるため露光ムラが生じるが、この装置ではステップ移動の停止中にのみ露光を行うので、隅領域においても、露光時間が異なることがないので、ムラなく露光が行え、したがって、チップパターン領域ＣＡへの露光かぶりを心配することなく、チップパターン領域ＣＡの近傍まで露光することができ、露光品質を一層向上させることができる。
【００５０】
さらに、キセノンフラッシュランプ５４１自体が軽量であるとともに、シャッターやＮＤフィルター等の光量の調節機構が必要ないので露光ヘッド５３０が軽量であることから、装置全体を軽くすることができ、さらに、キセノンフラッシュランプ５４１、石英ロッド５４２、ダイクロイックミラー５４３を露光ヘッド５３０内に収納できることにより、ランプハウスを別置きにする従来装置と比べて省スペースを実現することができる。
【００５１】
＜２．第２の実施の形態＞
以下、この発明の第２の実施の形態について説明していく。この発明の第２の実施の形態における端縁露光装置の機構的構成としては露光ヘッド５３０内に２個のキセノンフラッシュランプ５４５ａ，５４５ｂを備え、それらから発せられる光を、角柱の隣接する２側面を鏡面とした反射鏡５４６で反射して、いずれも石英ロッド５４２へ導いている。これにより、１個のキセノンフラッシュランプにより発せられる光より強い光を石英ロッド５４２等を通じて基板Ｗの露光面に供給することができるものとなっている。
【００５２】
なお、その他の機構的構成はこの発明の第１の実施の形態における端縁露光装置と全く同様である。
【００５３】
また、このような機構的構成によりパルス発光の発光強度が第１の実施の形態に比べて大きくなっており、そのため、図８に示すように露光部５０は各露光区画位置ごとには停止しない連続移動を行いつつ、露光ヘッド５３０が各露光区画の上方を通過する瞬間に単パルス発光、すなわち、１パルス分の発光を行うことによって端縁露光を行うものとなっている。このように停止しないで露光を行う場合、問題となるのは露光結果に「ぼけ」が生じる可能性があることであるが、第２の実施の形態における単パルス発光の１回の発光に要する時間は約８０μ秒であり、このような場合、たとえば、露光ヘッドの移動速度が２００ｍｍ／ｓであったとしても露光ズレはわずか、１６μｍ程度のものであり、十分に容認し得るものである。
【００５４】
また、パルス発光の周波数は露光区画の間隔（一辺の長さ）と露光部５０の移動速度から求められ、例えば露光区画の間隔が２０ｍｍ、露光部５０の移動速度が２００ｍｍ／ｓの場合、単パルス発光の周波数を１０Ｈｚとすればよい。なお、第２の実施の形態におけるキセノンフラッシュランプ５４５ａ，５４５ｂは１００Ｈｚの周波数まで繰り返しパルス発光を行うことができるものとなっているので、露光部５０が上記のような移動速度の場合、露光区画の間隔は最も短い場合で２ｍｍとすることができる。
【００５５】
以上のように、第２の実施の形態によれば、上記のような機構的構成を備えるとともに、上記のような露光処理を行うものとなっているので、第１の実施の形態における「隅領域の露光ムラを抑えて露光品質を一層向上させることができる」という効果以外の効果を備えるのに加えて、発光強度が大きいため、各露光区画の露光に必要な時間が短くて済み、とりわけ、端縁露光中は露光部５０の移動の停止時間を少なくすることができるので、端縁露光処理のスループットが格段に向上する。また、場合によっては露光部５０は各露光区画位置ごとには停止しない連続移動を行いつつ露光ヘッド５３０が各露光区画の上方を通過する瞬間に数パルス発光させて露光を行うこともできる。
【００５６】
なお、第１の実施の形態においても、高出力のランプを用いる際には、第２の実施の形態と同様に、連続移動を行ないつつ単パルスあるいは数パルスでの露光を行なうことができる。
【００５７】
＜３．第３の実施の形態＞
以下、この発明における第３の実施の形態について説明していく。この発明の第３の実施の形態である基板露光装置の機構的構成は図１および図２示す第１の実施の形態のそれと全く同じである。
【００５８】
ただし、第３の実施の形態では端縁露光の処理方法が第１および第２の実施の形態と異なっている。すなわち、第１の実施の形態では露光ヘッド５３０をステップ移動させつつ図５に示す基板Ｗの端縁露光領域ＥＡの複数の露光区画を露光し、また、第２の実施の形態では露光ヘッド５３０を端縁露光領域ＥＡの複数の露光区画上を連続移動させつつ、露光ヘッド５３０が各露光区画の上方を通過する瞬間に単パルス発光を行うことによって端縁露光を行っていたのに対し、第３の実施の形態では、露光ヘッド５３０が各露光区画上を連続移動することは第２の実施の形態と同様であるが、キセノンフラッシュランプ５４１を１つしか備えておらず、１度のパルス発光による発光量が１つの露光区画を露光するのに十分なものとはなっていない。そのため、１つの露光区画あたり複数回のパルス発光を行うように移動速度とパルス発光間隔を制御することにより十分な露光を得ている。なお、各露光区画の露光順（露光ヘッド５３０の移動経路）やそれに伴う基板Ｗの回転については第１および第２の実施の形態（図５参照）と同様である。
【００５９】
図９は第３の実施の形態における露光ヘッド５３０の動作とパルス発光との関係を示すタイミングチャートである。図９に示すように、露光ヘッド５３０が各露光区画を露光している時間に当たる時間ｔ１，ｔ３の間は常時、繰り返しパルス発光が行われている。また、時間ｔ２は図５における露光区画以外の上方位置に露光ヘッド５３０が位置し、例えば基板Ｗが１／４回転する時間である待機時間等を示している。
【００６０】
以上のように、第３の実施の形態によれば、上記のような機構的構成を備え、上記のような露光処理を行うものとなっているので、第２の実施の形態とほぼ同様の効果を有するのに加えて、露光ヘッド５３０を連続移動させつつ、パルス発光を繰り返しながら露光するので、発光と移動とのタイミングを厳密に制御しなくてもよいため、その制御を容易に行うことができる。
【００６１】
＜４．第４の実施の形態＞
以下、この発明における第４の実施の形態について説明していく。この発明の第４の実施の形態である基板露光装置の機構的構成は図１および図２に示す第１の実施の形態のそれと全く同じである。
【００６２】
ただし、第１〜第３の実施の形態では図５に示すように基板Ｗの端縁露光領域ＥＡ全体を露光していたのに対して、第４の実施の形態では、その露光処理方法を示す図１０に示すように、半導体ウエハ等の円形の基板Ｗの端縁露光領域ＥＡのうちの一部、すなわち、円周部分から一定の幅の帯状の領域である端縁円周領域ＥＣのみを露光する点が異なっている。具体的には、露光ヘッド５３０が基板Ｗの端縁円周領域ＥＣのうち、開始位置Ｓ（終了位置Ｅでもある）の上方位置で停止した状態でパルス発光を開始し、露光ヘッド５３０および基板Ｗの動作とパルス発光との関係を示すタイミングチャートである図１１に示すように常時パルス発光を続けながら基板Ｗを１回転させることにより端縁円周領域ＥＣを露光していく。ただし、吸着チャック２１０に対する基板Ｗの偏心を補正するために基板Ｗの半径方向への露光ヘッド５３０の若干の移動は行う。
【００６３】
なお、端縁円周領域ＥＣの幅は端縁領域内に収まる範囲内で任意であり、後の搬送ロボット等による基板Ｗの保持の状況等に応じて、基板Ｗの半径方向における露光ヘッド５３０の位置を調整すればよい。
【００６４】
以上のように、第４の実施の形態によれば、上記のような機構的構成を備え、上記のような露光処理を行うものとなっているので、第３の実施の形態とほぼ同様の効果を有する。
【００６５】
＜５．第５の実施の形態＞
以下、この発明における第５の実施の形態について説明していく。この発明の第５の実施の形態である基板露光装置の機構的構成は図１および図２示す第１の実施の形態のそれと全く同じである。
【００６６】
ただし、第１〜第３の実施の形態では図５に示すように基板Ｗの端縁露光領域ＥＡ全体を露光していたのに対して、第５の実施の形態は、その露光処理方法を示す図１２に示すように、基板Ｗの端縁領域ＥＡのうち保持領域ＨＡのみを露光する保持領域露光を行う装置となっている。ここで保持領域ＨＡとは、この装置による露光の工程において基板Ｗが搬送ロボットにより搬送される際に、その搬送ロボットがその基板Ｗを保持するハンドが接触する部分のことであり、第５の実施の形態では基板Ｗの３カ所の保持領域ＨＡをハンドにより保持するものである。
【００６７】
図１３は第５の実施の形態における露光ヘッド５３０および基板Ｗの動作とパルス発光との関係を示すタイミングチャートである。具体的には、第４の実施の形態と同様に基板Ｗの端縁から保持領域ＨＡの共通の幅ｈｗ分だけ内側に入った位置の上方で露光ヘッド５３０が停止した状態（ただし、ここでも吸着チャック２１０に対する基板Ｗの偏心を補正するために基板Ｗの半径方向への露光ヘッド５３０の若干の移動は行う。）で、基板Ｗを回転させ、露光ヘッド５３０が保持領域ＨＡに差し掛かるとパルス発光を数回繰り返し（図１３：時間ｔ２，ｔ４）、それ以外の領域の上方を露光ヘッド５３０が通過中はパルス発光を行わない（図１３：時間ｔ１，ｔ３，ｔ５）。そして、全ての保持領域ＨＡを露光し終わると、すなわち、露光ヘッド５３０が停止位置Ｅの上方に位置すると基板Ｗの回転を停止するとともにパルス発光も停止し、保持領域露光処理は終了する。
【００６８】
なお、この例では保持領域ＨＡは３カ所としたが、これは一例であって、搬送ロボット等のハンドによる基板Ｗの保持位置が２カ所等その他の数で基板Ｗと接するようにして保持する場合は、それらの保持領域の全てを露光すればよく、また、露光を行う幅ｈｗもそのハンドによる保持の状況に応じて露光ヘッド５３０の円周に垂直な方向の位置を調整すればよい。
【００６９】
以上のように、第５の実施の形態によれば、上記のような機構的構成を備え、上記のような露光処理を行うものとなっているので、第２の実施の形態とほぼ同様の効果を有する。
【００７０】
＜６．第６の実施の形態＞
以下、この発明における第６の実施の形態について説明していく。図１４はこの発明の第６の実施の形態である基板露光装置の斜視図であり、図１５はそのうちの露光ヘッド５３０の構造図である。また、図１６は第６の実施の形態におけるスクライブラインＳＬの露光方法を示す図である。
【００７１】
図１６に示すように、後にステッパ等の装置により行われるチップパターン露光領域ＣＡに露光されるチップパターンＣＰ（斜線部。一部にのみ参照符号を付した。）間のパターンの形成されない隙間で、後に個々のダイに分割するためのスクライビングが施される領域であるスクライブラインＳＬ（一部にのみ参照符号を付した。）を露光する装置であり、基本的な構造および各部の機能は第１の実施の形態における端縁露光装置とほぼ同様である。ただし、第１の実施の形態では端縁領域ＥＡのみを露光するものであるとともに、基板Ｗを９０゜ずつ回転するものであるのでＸ軸駆動部４０とＹ軸駆動部３０の可動範囲（ストローク）が短くても露光できたのに対し、第６の実施の形態の装置では露光幅の精密な制御を必要とするスクライブラインＳＬを露光するものであり、さらに各スクライブラインＳＬは基板Ｗのチップパターン露光領域ＣＡを横切るものであるため、一方向（図６のＸ軸方向またはＹ軸方向）のスクライブラインＳＬを基板Ｗの９０゜回転ごとに複数回に分けて露光するのではなく、基板Ｗの回転が停止した状態で一方向のスクライブラインＳＬを全て露光するものとしている。そのため、第６の実施の形態ではＹ軸駆動部３０とＸ軸駆動部４０の可動範囲は第１の実施の形態より長くなっているとともに、露光ヘッド５３０がＹ軸の負方向に付き出したものとなっている。また、それに伴い基台１０も大きなものとなっている。
【００７２】
また、図１５に示すようにスクライブラインＳＬの幅ｓｗに発光幅（従って露光幅）をほぼ合わせるために露光ヘッド５３０の先端に幅ｓｗと同じ幅の開孔を有するアパーチャー板５３２が設けられている。なお、その他の機構的構成は第１の実施の形態の装置と同様である。
【００７３】
つぎに、第６の実施の形態におけるスクライブラインＳＬの露光処理について図１６および露光ヘッド５３０および基板Ｗの動作とパルス発光との関係を示すタイミングチャートである図１７とに基づいて説明する。なお、図１６には便宜上、直交座標Ｘ−Ｙが規定されているが、これは他の図における直交座標Ｘ−Ｙ−Ｚとは無関係である。
【００７４】
図１６において、最初に開始位置Ｓ上方に位置した露光ヘッド５３０は図１６のＹ軸の正方向に移動していき、スクライブラインＳＬ１に差し掛かると繰り返しパルス発光を開始し、そのスクライブラインＳＬ上では繰り返しパルス発光を続ける（図１７：時間ｔ１，ｔ３）。そして、スクライブライン領域以外の領域に差し掛かるとパルス発光を停止する（図１７：時間ｔ２）。
【００７５】
つぎに、スクライブラインＳＬ１の隣りのスクライブラインＳＬ２では、露光ヘッド５３０がＹ軸の負方向に戻りながら同様に露光を行う。以下、同様に順次隣接する１対のスクライブライン上を露光ヘッド５３０が基板Ｗ上を横切るようにして往復しながら、その長手方向がＹ軸方向である全てのスクライブラインＳＬを露光し、スクライブラインＳＬ３の露光が終了すると、基板Ｗを９０゜回転させる（図１７：時間ｔ２）。
【００７６】
そして、今度は図１６においてＸ軸方向に露光ヘッド５３０が往復しながらスクライブラインＳＬ４からスクライブラインＳＬ５にかけて、スクライブラインＳＬ上を通過する間のみ繰り返しパルス発光を行うことによってそれらを露光していき、その長手方向がＸ軸方向である全てのスクライブラインＳＬの露光が終了し、露光ヘッド５３０が終了位置Ｅに至るとこの露光処理は終了する。
【００７７】
以上のように、第６の実施の形態によれば、上記のような機構的構成を備え、上記のような露光処理を行うものとなっているので、第２の実施の形態とほぼ同様の効果を有する。
【００７８】
＜７．変形例＞
以上において第１〜第６の実施の形態においては端縁露光装置に基づいて本発明を説明したが、この発明はこれに限られず、基板にチップパターンを露光するステッパ等の基板露光装置に適用してもよい。
【００７９】
また、上記第１〜第６の実施の形態において、感光性樹脂被膜として化学増幅型レジスト膜が形成された基板Ｗの露光を対象としたが、その他の種類のフォトレジストに対する装置としてもよい。
【００８０】
また、上記第１〜第６の実施の形態において、光源をキセノンガスを封入したフラッシュランプとし、それによる光を結像レンズ系に導く導光手段を石英製のロッドとしたが、この発明はこれに限られず、クリプトンガス等その他の希ガスを封入したフラッシュランプや、プラスチック等のその他の素材のロッドを用いてもよい。
【００８１】
また、上記第１〜第６の実施の形態において、結像レンズ系は、像側テレセントリックまたはそれに近いレンズ系でロッド出射面全面を均一な照度分布で、露光面に対してほぼ垂直に結像する系であれば必ずしも両側テレセントリックでなくてもよく、さらに、露光ヘッドに結像レンズ系を備えないものとしてもよい。
【００８２】
また、上記第１〜第５の実施の形態において、石英ロッドをその端面が正方形であるものとしたが、この発明はこれに限られず、長方形あるいは任意の形状でも良い。また、石英ロッドの出射端付近にアパーチャー板を設け、そのアパーチャー形状（正方形、長方形、任意形状）を露光区画としてもよい。
【００８３】
また、ロッドの形状としては、側面が光軸に対して傾斜した角錘台形状のものを用いても良い。この場合、ロッドのみで縮小あるいは拡大が行なえ、結像レンズによって変倍する必要がなくなる。なおロッドの形状としては円柱形状、多角柱形状等任意の形状をとりうる。
【００８４】
また、上記第１〜第４の実施の形態において、端縁露光処理において端縁露光領域ＥＡを４等分して９０゜ずつ回動しつつ露光していくものとしたが、この発明はこれに限られず、端縁露光部を２等分して１８０゜ずつ回動しつつ露光するものとしてもよい。なお、その場合にはそれぞれの露光区画は長方形であってもよい。また、逆に、第６の実施の形態ではスクライブライン露光処理において、Ｘ軸方向またはＹ軸方向のそれぞれのスクライブラインＳＬを基板Ｗを回転することなく露光するものとしたが、この発明はこれに限られず、基板を９０゜ずつ４回、回動させ、各スクライブラインＳＬを２回に分けて露光するなど、複数回に分けて各スクライブラインＳＬを露光するものとしてもよい。
【００８５】
また、上記第１〜第４および第６の実施の形態において、基板Ｗを回動した後、露光ヘッド５３０を移動しつつ各露光区画を露光するものとしたが、この発明はこれに限られず、基板を回動させないで、露光ヘッドを移動することのみで端縁露光部全体を露光するものとしてもよい。
【００８６】
また、上記第１および第２の実施の形態において、石英ロッドから出射された光をレンズを介して基板Ｗの露光面に照射するものとしたが、この発明はこれに限られず、石英ロッド出射面を基板Ｗに近接させ、レンズを用いないで出射面からの光を直接、基板Ｗの露光面に照射するものとしてもよい。また、石英ロッドの出射面に光ファイバーを接続し、光ファイバーを介して基板Ｗの露光面に光を照射するものとしてもよい。
【００８７】
さらに、上記第１〜第６の実施の形態では、ダイクロイックミラーにより紫外領域の波長のみを取り出すものとしたが、この発明はこれに限られず、ダイクロイックミラーの代わりに紫外線フィルターを設けて、それに光を透過させた後に基板の露光面に照射することによって露光するものとしてもよい。
【００８８】
また、第１〜第６の実施の形態において採用したパルス発光が可能な光源は、小型バルブ５４１ａ内に楕円鏡５４１ｂが備えられたキセノンフラッシュランプ５４１であるが、バルブの外側に楕円鏡が配置されたものでも良い。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項３の発明によれば、相対移動手段がほぼ円形の基板を保持して回転させる回転保持手段を含んでいるため、ほぼ円形の基板の端縁領域を円周方向に露光することができる。
【００９０】
また、請求項２の発明によれば、光源がキセノンフラッシュランプであるため、化学増幅型レジストの感度のよい２００ｎｍ〜３００ｎｍの波長の光について発光量が多いので、化学増幅型レジストの被膜が形成された基板に対する露光を行う際に特に顕著に効率的で消費電力の少ない装置とすることができる。
【００９２】
また、請求項３の発明によれば、一枚の基板に対して露光処理を行う際に光源をパルス点灯駆動するとともに、当該一枚の基板に対する露光処理が終了すると光源のパルス点灯駆動を停止させるため、複数の基板を連続して露光処理する場合にも光源の立ち上がりに時間がかからないため、スループットが一層向上し、しかも立ち上がり時間のかかる光源の場合のように立ち上がり中の発光量の不安定な光を基板に照射することがないため、基板ごとに露光量をほぼ均一に保つことができる。
【００９４】
請求項４ないし請求項６の発明によれば、パルス発光が可能な光源を有する光学部と基板Ｗとの相対的な移動と、その光源のパルス発光制御とを同期して基板の露光を行っているので、光源を必要時のみ点灯することにより、発光の立ち上がりの遅い光源を常時点灯させて使用する場合に比べて消費電力を抑えることができ、また光源の寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における端縁露光装置の斜視図である。
【図２】第１の実施の形態における露光ヘッドの構造図である。
【図３】石英ロッドによる各波長の相対放射強度を示すグラフである。
【図４】第１の実施の形態における石英ロッドの斜視図である。
【図５】第１の実施の形態における端縁露光の処理手順を示す図である。
【図６】第１の実施の形態における露光ヘッドの動作とパルス発光との関係を示すタイミングチャートである。
【図７】第２の実施の形態における露光ヘッドの構造図である。
【図８】第２の実施の形態における露光ヘッドの動作とパルス発光との関係を示すタイミングチャートである。
【図９】第３の実施の形態における露光ヘッドの動作とパルス発光との関係を示すタイミングチャートである。
【図１０】第４の実施の形態における端縁円周露光の処理方法を示す図である。
【図１１】第４の実施の形態における露光ヘッドおよび基板の動作とパルス発光との関係を示すタイミングチャートである。
【図１２】第５の実施の形態における保持領域露光の処理方法を示す図である。
【図１３】第５の実施の形態における露光ヘッドおよび基板の動作とパルス発光との関係を示すタイミングチャートである。
【図１４】第６の実施の形態における基板露光装置の斜視図である。
【図１５】第６の実施の形態における露光ヘッドの構造図である。
【図１６】第６の実施の形態におけるスクライブライン露光の処理手順を示す図である。
【図１７】第６の実施の形態における露光ヘッドおよび基板の動作とパルス発光との関係を示すタイミングチャートである。
【図１８】従来装置における光学系の主要部の構造図である。
【符号の説明】
２０  基板回動部（移動手段、相対移動手段）
３０  Ｙ軸駆動部（移動手段、相対移動手段）
４０  Ｘ軸駆動部（移動手段、相対移動手段）
５０  露光部（光学部）
９０  制御部（同期制御手段）
５４１，５４５ａ，５４５ｂ  キセノンフラッシュランプ
５４２  石英ロッド
ＣＡ  チップパターン露光領域
ＥＡ  端縁露光領域（端縁領域）
Ｓ１〜Ｓ８，Ｓ１０〜Ｓ１７  露光区画（単位領域）
Ｗ  基板
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003878328.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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