JP2007266190A - 基板周縁部露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用するフォトレジストの感度に柔軟に対応することができる基板周縁部露光装置を提供する。
【解決手段】周縁露光処理に先立って、半導体ウェハに塗布されたフォトレジストの種類が識別される。次に、識別されたレジスト種類情報に基づいて、半導体ウェハに塗布されたレジストの感度が判定される。その後、判定されたレジスト感度に基づいて、半導体レーザ光源からのレーザ出力が決定されるとともに、ウェハ回転部によるウェハ回転速度が決定され、その決定値に従って周縁部露光処理が実行される。レジストの感度に基づいて、レーザ出力およびウェハ回転速度の双方が決定され、それらに従って周縁部露光処理が進行することとなるため、使用するレジストの感度に柔軟に対応することができる。
【選択図】図４

Description

この発明は、フォトレジスト（以下、単に「レジスト」と称する）が塗布された半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）の周縁部を露光する基板周縁部露光装置に関する。

半導体デバイスや液晶ディスプレイなどの製品は、上記基板に対して洗浄、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、層間絶縁膜の形成、熱処理、ダイシングなどの一連の諸処理を施すことにより製造されている。レジスト塗布処理は、回転する基板の主面にレジスト液を滴下して、それを遠心力によって拡布し、基板主面に薄いレジスト膜を形成する処理である。このレジスト塗布処理によって基板全面にレジスト膜がほぼ均一に形成されることとなるが、基板主面の周縁部についてはパターン露光が行われないため、レジスト膜は不要である。また、基板主面の周縁部は、基板搬送時に搬送ロボットのアームが接触することとなるため、不要なレジスト膜が形成されていると発塵の原因ともなる。このため、例えば特許文献１には、水銀キセノンランプなどの光源からの光線（通常は紫外線）を光ファイバによって露光ヘッドに導き、この露光ヘッドから基板主面の周縁部に光線を照射することによって、当該周縁部のレジストを露光する技術が開示されている。

しかしながら、水銀キセノンランプはランプ寿命が比較的短いため、頻繁なランプ交換が必要となり、メンテナンス性が低いのみでなく、ランニングコストも大きくなるという問題があった。このため、例えば特許文献２には、レーザ光を使用して基板周縁部を露光する装置が開示されている。

特開平９−３２６３５８号公報 特開２００３−６８６０５号公報

ところで、近年のデザインルール微細化の進展にともなって、パターン露光に使用される光源も従来の紫外線光源（いわゆるｇ線光源、ｉ線光源）からＫｒＦ光源、ＡｒＦ光源、さらにはＦ２光源へと短波長化してきている。ＫｒＦ以降の光源では、光の強度が弱いため、露光後の加熱処理を必須とする化学増幅型レジストが使用されており、レジストの種類も増加している。レジストには感度の良いものから悪いものまで様々な種類のものがあるが、従来の周縁露光装置においては、レジストの感度に応じて処理条件を自動的に調整することは行われておらず、感度の悪いレジストを使用する場合には、装置のオペレータが基板回転数を低下させるようにしていた。このようにすると、周縁露光に要する処理時間が長時間化し、レジストを使用した一連のフォトリソグラフィ処理のスループットが低下するという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、使用するフォトレジストの感度に柔軟に対応することができる基板周縁部露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、フォトレジストが塗布された基板の周縁部を露光する基板周縁部露光装置において、基板を保持して略水平面内にて回転させる保持回転手段と、前記保持回転手段によって回転される基板の周縁部にレーザ光を照射する半導体レーザ光源と、前記半導体レーザ光源からのレーザ出力を制御する出力制御手段と、基板に塗布されたフォトレジストの感度に基づいて、前記半導体レーザ光源からのレーザ出力および前記保持回転手段による基板回転速度を決定する処理条件決定手段と、を備え、前記保持回転手段に前記処理条件決定手段によって決定された基板回転速度に従って基板を回転させるとともに、前記出力制御手段に前記処理条件決定手段によって決定されたレーザ出力に従って前記半導体レーザ光源からのレーザ出力を制御させる。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板周縁部露光装置において、前記処理条件決定手段に、予め設定されている周縁部露光処理時間内にて処理が完了するように前記半導体レーザ光源からのレーザ出力および前記保持回転手段による基板回転速度を決定させる。

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る基板周縁部露光装置において、基板に塗布するフォトレジストの種類を識別するレジスト種類識別手段と、前記レジスト種類識別手段によって識別されたフォトレジストの種類から当該フォトレジストの感度を判定するレジスト感度判定手段と、をさらに備える。

また、請求項４の発明は、請求項２または請求項３の発明に係る基板周縁部露光装置において、前記処理条件決定手段に、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、前記半導体レーザ光源からのレーザ出力を高く決定させる。

また、請求項５の発明は、請求項２または請求項３の発明に係る基板周縁部露光装置において、前記処理条件決定手段に、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、前記保持回転手段による基板回転速度を低く決定させる。

また、請求項６の発明は、フォトレジストが塗布された基板の周縁部を露光する基板周縁部露光装置において、基板を保持して略水平面内にて回転させる保持回転手段と、前記保持回転手段によって回転される基板の周縁部に光を照射する発光ダイオード光源と、前記発光ダイオード光源からの光出力を制御する出力制御手段と、基板に塗布されたフォトレジストの感度に基づいて、前記発光ダイオード光源からの光出力および前記保持回転手段による基板回転速度を決定する処理条件決定手段と、を備え、前記保持回転手段に前記処理条件決定手段によって決定された基板回転速度に従って基板を回転させるとともに、前記出力制御手段に前記処理条件決定手段によって決定された光出力に従って前記発光ダイオード光源からの光出力を制御させる。

また、請求項７の発明は、請求項６の発明に係る基板周縁部露光装置において、前記処理条件決定手段に、予め設定されている周縁部露光処理時間内にて処理が完了するように前記発光ダイオード光源からの光出力および前記保持回転手段による基板回転速度を決定させる。

また、請求項８の発明は、請求項６または請求項７の発明に係る基板周縁部露光装置において、基板に塗布するフォトレジストの種類を識別するレジスト種類識別手段と、前記レジスト種類識別手段によって識別されたフォトレジストの種類から当該フォトレジストの感度を判定するレジスト感度判定手段と、をさらに備える。

また、請求項９の発明は、請求項７または請求項８の発明に係る基板周縁部露光装置において、前記処理条件決定手段に、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、前記発光ダイオード光源からの光出力を高く決定させる。

また、請求項１０の発明は、請求項７または請求項８の発明に係る基板周縁部露光装置において、前記処理条件決定手段に、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、前記保持回転手段による基板回転速度を低く決定させる。

請求項１の発明によれば、基板に塗布されたフォトレジストの感度に基づいて、半導体レーザ光源からのレーザ出力および保持回転手段による基板回転速度を決定するため、使用するフォトレジストの感度に柔軟に対応することができる。

また、請求項２の発明によれば、予め設定されている周縁部露光処理時間内にて処理が完了するように半導体レーザ光源からのレーザ出力および保持回転手段による基板回転速度を決定するため、スループットが従来よりも低下することが防止される。

また、請求項３の発明によれば、基板に塗布するフォトレジストの種類を識別し、その識別された種類からフォトレジストの感度を判定しているため、フォトレジストの感度を確実に判定してそれに柔軟に対応することができる。

また、請求項４の発明によれば、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、半導体レーザ光源からのレーザ出力を高く決定しているため、基板回転速度も高くして処理時間を短時間化することが可能となる。

また、請求項５の発明によれば、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、保持回転手段による基板回転速度を低く決定しているため、半導体レーザ光源からのレーザ出力を低くして、光源の寿命を延ばすことが可能となる。

また、請求項６の発明によれば、基板に塗布されたフォトレジストの感度に基づいて、発光ダイオード光源からの光出力および保持回転手段による基板回転速度を決定するため、使用するフォトレジストの感度に柔軟に対応することができる。

また、請求項７の発明によれば、予め設定されている周縁部露光処理時間内にて処理が完了するように発光ダイオード光源からの光出力および保持回転手段による基板回転速度を決定するため、スループットが従来よりも低下することが防止される。

また、請求項８の発明によれば、基板に塗布するフォトレジストの種類を識別し、その識別された種類からフォトレジストの感度を判定しているため、フォトレジストの感度を確実に判定してそれに柔軟に対応することができる。

また、請求項９の発明によれば、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、発光ダイオード光源からの光出力を高く決定しているため、基板回転速度も高くして処理時間を短時間化することが可能となる。

また、請求項１０の発明によれば、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、保持回転手段による基板回転速度を低く決定しているため、発光ダイオード光源からの光出力を低くして、光源の寿命を延ばすことが可能となる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明に係る基板周縁部露光装置の一例を示す斜視図である。図１においては、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。以下、図１を用いてこの基板周縁部露光装置の機構的構成について説明していく。

この基板周縁部露光装置はフォトレジスト膜、取り分け化学増幅型レジスト膜がその主面上に形成された半導体ウェハＷの主面周縁部の露光を行うのに好適な装置であって、基台１０、ウェハ回転部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。

ウェハ回転部２０は、吸着チャック２１０により半導体ウェハＷを略水平姿勢にて吸着保持し、回転モータ（θ軸モータ）２２０の駆動により鉛直軸（Ｚ軸）方向を回転軸としてその周りでθ方向に半導体ウェハＷを回転させる。

Ｙ軸駆動部３０は、露光部５０をＹ軸方向に並進駆動させる駆動機構である。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とを備えている。

Ｘ軸駆動部４０は、露光部５０をＸ軸方向に並進駆動させる駆動機構である。Ｘ軸駆動部４０は、Ｙ軸駆動部３０のＹ軸ベース３４０にＸ軸方向に沿って設けられたＸ軸リニアガイド４１０並びに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軸方向に沿って設けられたタイミングベルト４３０を備えるＸ軸方向の駆動機構である。

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と、タイミングベルト４３０に連結されその駆動力を露光ベース５１０に伝える駆動力伝達部材５２０と、露光ベース５１０に設けられた露光ヘッド５３０とを備えており、光を半導体ウェハＷ上に照射してその主面周縁部を露光する。なお、第１実施形態の露光ヘッド５３０は、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を照射するものであり、その構造についてはさらに後述する。

Ｘ軸センサ６０は、発光素子および受光素子が対向してＹ軸ベース３４０上に設けられたフォトセンサであり、露光部５０のＸ軸方向における所在位置を検出する。発光素子と受光素子との間隙は露光部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通過可能であり、その通過状況を検知することによって露光部５０（厳密には露光ベース５１０）のＸ軸方向における所在位置を検出する。

Ｙ軸センサ７０は、上記Ｘ軸センサ６０と同様のフォトセンサが基台１０上に設けられたものであり、露光部５０のＹ軸方向における所在位置を検出する。Ｙ軸センサ７０は、Ｙ軸ベース３４０の下面に設けられた突起を検知することによって、露光部５０（厳密には、Ｙ軸ベース３４０）のＹ軸方向における所在位置を検出する。

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、上下からウェハ回転部２０の吸着チャック２１０上に保持された半導体ウェハＷを挟むように発光素子と受光素子とを備えており、その半導体ウェハ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ウェハ回転部２０の回転軸に対する半導体ウェハＷの偏心量の検出を行う。

図２は、露光部５０の要部構成を示す図である。露光部５０の露光ヘッド５３０内には、半導体レーザ光源５３１と反射ミラー５３２とが設けられている。第１実施形態においては、半導体レーザ光源５３１に１個の半導体レーザ素子（レーザダイオード）を備えている。半導体レーザ素子は、他のタイプのレーザと比較して小型、高効率、低電圧、低消費電力、長寿命などの特質を有している。本実施形態では、半導体レーザ光源５３１に１個の半導体レーザ素子を内蔵しているため、半導体レーザ光源５３１からは１本のレーザ光が出射されることとなる。

半導体レーザ光源５３１から出射されたレーザ光は反射ミラー５３２によって反射された後、露光ヘッド５３０から半導体ウェハＷの周縁部に照射される。レーザ光は極めて高い指向性を有していて拡がることがないため、第１実施形態の露光ヘッド５３０には集光のための特段のレンズ系は設けていない。

また、露光部５０は、半導体レーザ素子を駆動するレーザ駆動回路５３５を備えている。レーザ駆動回路５３５は、制御部９０の指令を受けて、半導体レーザ光源５３１からのレーザ光出射のＯＮ／ＯＦＦを制御するのみならず、そのレーザ光の出力をも制御する。なお、レーザ駆動回路５３５は、露光ヘッド５３０の内部に備えるようにしても良い。

半導体レーザ素子を内蔵した半導体レーザ光源５３１であれば、光伝送を行うための光ファイバを露光ヘッド５３０に配置することが不要となるだけでなく、レーザ光出射のＯＮ／ＯＦＦもレーザ駆動回路５３５からの電気制御によって可能なため従来のシャッタが不要となり、露光ヘッド５３０のサイズ自体を小型化して省スペースを図ることができる。

図３は、基板周縁部露光装置の制御機構を示すブロック図である。制御部９０のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部９０は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用アプリケーションやデータなどを記憶しておく磁気ディスク等を備えている。

処理条件決定部９１およびレジスト感度判定部９２は、制御部９０のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによってそれぞれ実現される処理部である。処理条件決定部９１およびレジスト感度判定部９２の処理内容については後述する。

制御部９０には、上述したＸ軸センサ６０、Ｙ軸センサ７０、エッジセンサ８０、レーザ駆動回路５３５の他に、Ｘ軸モータ４２０を駆動するＸ軸駆動回路４２５、Ｙ軸モータ３１０を駆動するＹ軸駆動回路３１５および回転モータ２２０を駆動するθ軸駆動回路２２５が電気的に接続されている。制御部９０は、各センサの検出結果に基づいて、各駆動回路を制御することにより、露光部５０のＸＹ平面内での移動、吸着チャック２１０に保持された半導体ウェハＷの回転、および半導体レーザ光源５３１からレーザ光出射を行わせる。

また、制御部９０には上位コントローラＭＣと通信を行うための通信インターフェイス９５が接続されている。一般的には、本実施形態の基板周縁部露光装置はいわゆるコータ＆デベロッパに組み込まれることが多い。コータ＆デベロッパは、半導体ウェハＷにレジスト塗布を行った後に、マスクを使用したパターン露光を行う露光装置（ステッパ）にレジスト膜を形成した半導体ウェハＷを渡し、該露光装置から露光後の半導体ウェハＷを受け取って現像処理を行う基板処理装置であり、基板周縁部露光装置の他に塗布装置（スピンコータ）や現像装置（スピンデベロッパ）等を備えて構成されている。上位コントローラＭＣとは、そのようなコータ＆デベロッパの制御コントローラである。

制御部９０は、通信インターフェイス９５および上位コントローラＭＣを介してレジスト種類識別部９９と接続されている。レジスト種類識別部９９は、半導体ウェハＷに塗布するレジストの種類を識別するものであり、例えばレジストを収容したボトルのバーコードラベルを読み取るバーコードリーダを用いて構成すれば良い。なお、レジスト種類識別部９９は、コータ＆デベロッパに設けても、基板周縁部露光装置に設けるようにしても良い。レジスト種類識別部９９を基板周縁部露光装置に設ける場合には、制御部９０に直接接続する。

次に、上記のような構成を有する基板周縁部露光装置における動作について説明する。図４は、基板周縁部露光装置における動作手順を示すフローチャートである。基板周縁部露光装置による基本的な処理内容は、半導体ウェハＷの主面に形成されたレジスト膜のうち周縁部を露光するというものである。本実施形態では、まず、基板周縁部露光装置における周縁露光処理に先立って、半導体ウェハＷに塗布されたフォトレジストの種類が識別される（ステップＳ１）。この処理は、レジスト種類識別部９９によって実行され、レジストを収容したボトルのバーコードラベルを読み取ることによって半導体ウェハＷに塗布されたレジスト種類の識別がなされる。識別されたレジスト種類についての情報は、レジスト種類識別部９９から上位コントローラＭＣおよび通信インターフェイス９５を介して制御部９０に伝達される。なお、レジスト種類識別部９９は、上述したコータ＆デベロッパに渡されるレシピ（ウェハ処理の手順および処理条件を記述したもの）を参照することによってレジストの種類を識別するものであっても良い。

次に、レジスト種類識別部９９から伝達されたレジスト種類情報に基づいて、レジスト感度判定部９２が半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度を判定する（ステップＳ２）。この感度判定は、例えば、制御部９０の磁気ディスク内にレジストの種類と感度とを対応付けたテーブルを格納しておき、レジスト感度判定部９２が上記レジスト種類情報に基づいて当該テーブルを参照して半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度を判定するようにすれば良い。

次に、ステップＳ３，Ｓ４に進むのであるが、これは実質的に同時に行われる処理である。すなわち、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度に基づいて、処理条件決定部９１が半導体レーザ光源５３１からのレーザ出力を決定するとともに（ステップＳ３）、ウェハ回転部２０によるウェハ回転速度を決定する（ステップＳ４）。ここで、処理条件決定部９１がレーザ出力およびウェハ回転速度を決定する前提条件として、基板周縁部露光装置について予め周縁部露光のための処理時間が定められている。すなわち、基板周縁部露光装置は上述したコータ＆デベロッパに組み込まれていることが多く、一連のフォトリソグラフィ処理のスループット維持の観点から、周縁部露光処理に割り当てられる処理時間が予め設定されている。基板周縁部露光装置において、そのような予め設定されている周縁部露光処理時間を超えて半導体ウェハＷが滞在することは許容されるものではなく、処理条件決定部９１が処理条件を決定する際には、当然その予め設定されている周縁部露光処理時間内にて処理が完了するようにレーザ出力およびウェハ回転速度を決定しなければならない。

また、レジスト膜を露光するのに必要な光量はレジスト種類ごとに定まっており、その必要な光量は単位面積当たりの光量と露光時間との積によって得られるものである。従って、同種のレジストであれば、一般的にはウェハ回転速度が大きくなるほど単位面積当たりの露光時間が短くなるため、レーザ出力を高くする必要がある。逆に、ウェハ回転速度が小さくなるほど単位面積当たりの露光時間が長くなるため、レーザ出力が低くても良い。もっとも、レーザ出力およびウェハ回転速度のいずれについても半導体レーザ素子の規格や安全上の観点等から設定しうる範囲が定められており、処理条件決定部９１はその範囲内にてレーザ出力およびウェハ回転速度を決定しなければならない。

また、レジスト膜を露光するのに必要な光量はレジストの感度が低下するにしたがって多くなる。よって、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度が低下するにしたがって、半導体レーザ光源５３１からのレーザ出力を高くする、または、ウェハ回転部２０によるウェハ回転速度を低くする必要がある。逆に、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度が高くなるにしたがって、半導体レーザ光源５３１からのレーザ出力が低くて済み、また、ウェハ回転部２０によるウェハ回転速度を高くしても良い。

処理条件決定部９１は、上記種々の条件の下で、レジスト感度判定部９２が判定した半導体ウェハＷのレジスト感度に基づいて、半導体レーザ光源５３１からのレーザ出力およびウェハ回転部２０によるウェハ回転速度を決定する。予め設定されている周縁部露光処理時間内にて処理が完了するのであれば、レーザ出力およびウェハ回転速度の値は任意に設定され得るが、具体的には、以下のようにすれば良い。

すなわち、本実施形態の基板周縁部露光装置または上記のコータ＆デベロッパに周縁部露光処理のモードを設定入力可能なモード入力手段を設けておく。モード入力手段からは、”スループット優先モード”または”寿命優先モード”のいずれかを選択して入力することができる。”スループット優先モード”が選択された場合には、周縁部露光処理に要する時間をなるべく短くすることが優先され、基本的にはウェハ回転速度を大きくしてレーザ出力も高く設定される。この場合、処理条件決定部９１は、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度が低下するにしたがって、半導体レーザ光源５３１からのレーザ出力を高く決定することとなる。このようにすれば、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度が低くても、ウェハ回転速度を低下させることなくレーザ出力を高く決定することによって必要な露光量を確保することができ、予め設定されている周縁部露光処理時間内にて十分な周縁部露光処理を行うことができる。

一方、”寿命優先モード”が選択された場合には、半導体レーザ素子の寿命をなるべく延ばすことが優先され、基本的にはレーザ出力をなるべく低くしてウェハ回転速度も低く設定される。この場合、処理条件決定部９１は、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度が低下するにしたがって、ウェハ回転部２０によるウェハ回転速度を低く決定することとなる。もっとも、ウェハ回転速度の下限は、予め設定されている周縁部露光処理時間内にて処理が完了する限度でなければならない。このようにすれば、半導体レーザ光源５３１の負荷が軽くなるため、半導体レーザ素子の寿命を延ばすことが可能となる。

以上のようにしてレーザ出力およびウェハ回転速度が決定された後、その決定値に従って周縁部露光処理が実行される（ステップＳ５）。このときの具体的な処理手順について簡単に説明する。まず、装置外部から搬入されたレジスト塗布済みの半導体ウェハＷが吸着チャック２１０に略水平姿勢にて吸着保持される。次に、制御部９０がＸ軸センサ６０およびＹ軸センサ７０からの検出結果を参照しつつ、Ｘ軸駆動回路４２５およびＹ軸駆動回路３１５に制御信号を伝達してＸ軸モータ４２０およびＹ軸モータ３１０を駆動し、露光部５０を所定の露光位置まで移動させる。所定の露光位置とは、露光ヘッド５３０から照射されるレーザ光が吸着チャック２１０に保持された半導体ウェハＷの周縁部に到達する位置である。

露光部５０が露光位置まで移動した後、制御部９０がθ軸駆動回路２２５に制御信号を伝達して回転モータ２２０を駆動し、吸着チャック２１０に保持された半導体ウェハＷを略水平面内にて１回転させる。このときには、半導体ウェハＷを回転させつつ、エッジセンサ８０からの検出信号を受けてウェハエッジ位置を記憶しておく。半導体ウェハＷの回転角度とウェハエッジ位置とより、半導体ウェハＷの偏心量を把握することができる。

続いて、制御部９０がレーザ駆動回路５３５に制御信号を伝達して半導体レーザ光源５３１からのレーザ光照射を開始するとともに、θ軸駆動回路２２５にも制御信号を伝達して回転モータ２２０を駆動することによって半導体ウェハＷの回転を開始する。このときには、ウェハ回転部２０は処理条件決定部９１によって決定されたウェハ回転速度に従って半導体ウェハＷを回転させるとともに、レーザ駆動回路５３５は処理条件決定部９１によって決定されたレーザ出力に従って半導体レーザ光源５３１からのレーザ出力を制御する。また、常に一定の露光幅が得られるように、予め把握した半導体ウェハＷの偏心量に基づき、半導体ウェハＷの回転に伴って制御部９０が露光部５０を微妙に移動させて偏心補正を行う。このようにして、周縁部露光処理が進行し、予め設定されている周縁部露光処理時間内に露光処理が完了する。周縁部露光処理が終了した後、吸着チャック２１０による吸着が解除され、半導体ウェハＷが搬出される。

以上のようにすれば、周縁部露光処理に先立って、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度に基づいて、処理条件決定部９１がレーザ出力およびウェハ回転速度の双方を決定し、それらに従って周縁部露光処理が進行することとなるため、使用するレジストの感度に柔軟に対応することができる。特に、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度が低い場合であっても、レーザ出力を高く決定してスループットを向上させたり、ウェハ回転速度を低く決定して半導体レーザ素子の寿命を延ばしたりすることが可能である。

また、長寿命の半導体レーザ素子を内蔵する半導体レーザ光源５３１からのレーザ光を使用して周縁部露光処理を行っているため、頻繁なランプ交換が不要となり、ランニングコストを抑制することができる。

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態の基板周縁部露光装置の露光部を示す図である。同図において、第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付している。第２実施形態の基板周縁部露光装置の全体構成は図１に示した第１実施形態と同様である。第２実施形態の基板周縁部露光装置が第１実施形態と異なるのは、図５に示すように、半導体レーザ光源５３１に代えてＬＥＤ（発光ダイオード）光源５３６を用いている点である。

第２実施形態においては、ＬＥＤ光源５３６に１個の発光ダイオードを備えている。発光ダイオードも、第１実施形態の半導体レーザ素子と同様に小型、高効率、低消費電力、長寿命などの特質を有している。但し、発光ダイオードから出射された光は、半導体レーザ素子からのレーザ光とは異なって優れた指向性を有するものではなく、拡がる性質を有しているため、第２実施形態の露光ヘッド５３０にはＬＥＤ光源５３６から出射された発光ダイオードの光を集光するレンズシステム５３８を備えている。ＬＥＤ光源５３６から出射された発光ダイオードの光は、レンズシステム５３８によって集光された後、反射ミラー５３２によって反射され、露光ヘッド５３０から半導体ウェハＷの周縁部に照射される。なお、図５の例では、レンズシステム５３８を反射ミラー５３２の前段に設けているが、反射ミラー５３２の後段に設けるようにしても良い。

また、第２実施形態の露光部５０は、ＬＥＤ光源５３６を駆動するＬＥＤ駆動回路５３７を備えている。ＬＥＤ駆動回路５３７は、制御部９０の指令を受けて、ＬＥＤ光源５３６からの光出射のＯＮ／ＯＦＦを制御するのみならず、その光の出力をも制御する。

第２実施形態の基板周縁部露光装置の残余の構成は、第１実施形態と同じである。また、第２実施形態の基板周縁部露光装置の動作内容および手順についても第１実施形態と同じである。すなわち、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度に基づいて、処理条件決定部９１がＬＥＤ光源５３６からの光出力を決定するとともに、ウェハ回転部２０によるウェハ回転速度を決定する。このときの決定処理については第１実施形態と同様である。そして、決定された光出力およびウェハ回転速度に従って周縁部露光処理が実行される。

このようにしても、周縁部露光処理に先立って、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度に基づいて、処理条件決定部９１がＬＥＤ光源５３６からの光出力およびウェハ回転速度の双方を決定し、それらに従って周縁部露光処理が進行することとなるため、使用するレジストの感度に柔軟に対応することができる。特に、半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度が低い場合であっても、ＬＥＤ光源５３６からの光出力を高く決定してスループットを向上させたり、ウェハ回転速度を低く決定して発光ダイオードの寿命を延ばしたりすることが可能である。

＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態においては、レジスト種類識別部９９による識別結果に基づいて、レジスト感度判定部９２が半導体ウェハＷに塗布されたレジストの感度を判定するようにしていたが、装置のオペレータがレジストの感度を直接基板周縁部露光装置の制御部９０に入力するようにしても良い。

また、上記各実施形態においては、露光部５０から光を照射しつつ半導体ウェハＷを回転させることによって周縁部露光処理を行うようにしていたが、半導体ウェハＷを固定して光を照射する露光部５０を半導体ウェハＷの周縁部に沿って移動させることにより周縁部露光処理を行うようにしても良い。すなわち、露光部５０を半導体ウェハＷの周縁部に対して相対的に移動させるようにすれば良い。

また、本発明に係る基板周縁部露光装置によって処理対象となる基板は半導体ウェハＷに限定されるものではなく、液晶表示装置用のガラス基板等であっても良い。

本発明に係る基板周縁部露光装置の一例を示す斜視図である。 露光部の要部構成を示す図である。 基板周縁部露光装置の制御機構を示すブロック図である。 基板周縁部露光装置における動作手順を示すフローチャートである。 第２実施形態の基板周縁部露光装置の露光部を示す図である。

符号の説明

１０ 基台
２０ ウェハ回転部
３０ Ｙ軸駆動部
４０ Ｘ軸駆動部
５０ 露光部
９０ 制御部
９１ 処理条件決定部
９２ レジスト感度判定部
９９ レジスト種類識別部
２１０ 吸着チャック
２２０ 回転モータ
５３０ 露光ヘッド
５３１ 半導体レーザ光源
５３５ レーザ駆動回路
５３６ ＬＥＤ光源
５３７ ＬＥＤ駆動回路
５３８ レンズシステム
Ｗ 半導体ウェハ

Claims (10)

1. フォトレジストが塗布された基板の周縁部を露光する基板周縁部露光装置であって、
   基板を保持して略水平面内にて回転させる保持回転手段と、
   前記保持回転手段によって回転される基板の周縁部にレーザ光を照射する半導体レーザ光源と、
   前記半導体レーザ光源からのレーザ出力を制御する出力制御手段と、
   基板に塗布されたフォトレジストの感度に基づいて、前記半導体レーザ光源からのレーザ出力および前記保持回転手段による基板回転速度を決定する処理条件決定手段と、
   を備え、
   前記保持回転手段は前記処理条件決定手段によって決定された基板回転速度に従って基板を回転させるとともに、前記出力制御手段は前記処理条件決定手段によって決定されたレーザ出力に従って前記半導体レーザ光源からのレーザ出力を制御することを特徴とする基板周縁部露光装置。
2. 請求項１記載の基板周縁部露光装置において、
   前記処理条件決定手段は、予め設定されている周縁部露光処理時間内にて処理が完了するように前記半導体レーザ光源からのレーザ出力および前記保持回転手段による基板回転速度を決定することを特徴とする基板周縁部露光装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板周縁部露光装置において、
   基板に塗布するフォトレジストの種類を識別するレジスト種類識別手段と、
   前記レジスト種類識別手段によって識別されたフォトレジストの種類から当該フォトレジストの感度を判定するレジスト感度判定手段と、
   をさらに備えることを特徴とする基板周縁部露光装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の基板周縁部露光装置において、
   前記処理条件決定手段は、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、前記半導体レーザ光源からのレーザ出力を高く決定することを特徴とする基板周縁部露光装置。
5. 請求項２または請求項３に記載の基板周縁部露光装置において、
   前記処理条件決定手段は、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、前記保持回転手段による基板回転速度を低く決定することを特徴とする基板周縁部露光装置。
6. フォトレジストが塗布された基板の周縁部を露光する基板周縁部露光装置であって、
   基板を保持して略水平面内にて回転させる保持回転手段と、
   前記保持回転手段によって回転される基板の周縁部に光を照射する発光ダイオード光源と、
   前記発光ダイオード光源からの光出力を制御する出力制御手段と、
   基板に塗布されたフォトレジストの感度に基づいて、前記発光ダイオード光源からの光出力および前記保持回転手段による基板回転速度を決定する処理条件決定手段と、
   を備え、
   前記保持回転手段は前記処理条件決定手段によって決定された基板回転速度に従って基板を回転させるとともに、前記出力制御手段は前記処理条件決定手段によって決定された光出力に従って前記発光ダイオード光源からの光出力を制御することを特徴とする基板周縁部露光装置。
7. 請求項６記載の基板周縁部露光装置において、
   前記処理条件決定手段は、予め設定されている周縁部露光処理時間内にて処理が完了するように前記発光ダイオード光源からの光出力および前記保持回転手段による基板回転速度を決定することを特徴とする基板周縁部露光装置。
8. 請求項６または請求項７に記載の基板周縁部露光装置において、
   基板に塗布するフォトレジストの種類を識別するレジスト種類識別手段と、
   前記レジスト種類識別手段によって識別されたフォトレジストの種類から当該フォトレジストの感度を判定するレジスト感度判定手段と、
   をさらに備えることを特徴とする基板周縁部露光装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の基板周縁部露光装置において、
   前記処理条件決定手段は、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、前記発光ダイオード光源からの光出力を高く決定することを特徴とする基板周縁部露光装置。
10. 請求項７または請求項８に記載の基板周縁部露光装置において、
    前記処理条件決定手段は、基板に塗布するフォトレジストの感度が低下するにしたがって、前記保持回転手段による基板回転速度を低く決定することを特徴とする基板周縁部露光装置。
    

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