JP2018097127A

JP2018097127A - 光照射装置

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Publication number: JP2018097127A
Application number: JP2016240857A
Authority: JP
Inventors: 光彦守屋; Mitsuhiko Moriya; 勝友野; Masaru Tomono; 諒嶋田; Ryo Shimada; 早川　誠; Makoto Hayakawa; 誠早川; 誠司永原; Seiji Nagahara
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-13
Also published as: JP6809188B2

Abstract

【課題】ウエハの表面に光を照射して基板処理（光処理）を行うにあたって、ウエハに対して安定した光処理ができ、しかもスループットの低下を抑えることができる技術を提供すること。【解決手段】一括露光装置３内のＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８を点灯し、ＬＥＤ４２のブロックＢ１の照度測定値に従い、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８に入力する電流値を調整して照度の調整を行っている。そのためＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８をオンの状態（点灯）した後、光照射ユニット４の照度が安定するまでの時間が短くなる。従ってウエハＷに光処理を行うとき以外には、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８を消灯することで省エネをすることができると共に、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の点灯後、ウエハＷの光処理を速やかに開始することができるのでスループットの向上を図ることができる。【選択図】図１２

Description

本発明は、基板の表面に光を照射して処理を行う技術に関する。

半導体ウエハや液晶ディスプレイ用のガラス基板などにレジストパターンを形成する手法として、光増感化学増幅型レジストを用いた手法が知られている。このレジストは、露光機によりパターンマスクを用いた露光（パターン露光）を行うと、露光された部位に酸が発生し、さらに加熱すると酸が覚醒して例えばアルカリ溶解性となる。そしてこのアルカリ溶解性となった部位に現像液が供給されることにより回路パターンが形成される。

一方デバイスの回路パターンの微細化が進んでいることから、回路パターンにおいて高い解像度が要求されている。この要求に対応する手法として、例えば極端紫外線（ＥＶＵ）露光が知られているが、ＥＵＶ露光は、露光光源の光強度を大きくすると装置が大掛かりになりコストが嵩むため、装置を小型化せざるをえず、光強度が小さくスループットが低くなってしまう。

特許文献１には、光増感化学増幅型レジストを塗布した半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）にパターンマスクを用いてパターン露光を行った後に、さらにパターン露光領域を一括露光して、ウエハの上のパターンの線幅の面内均一性を良好にする発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いた露光装置が記載されている。この露光装置は、例えばウエハを筐体内の一方から他方に向けて移動するように構成し、ウエハの移動領域を幅方向に跨ぐようにＬＥＤから光を照射している。そして光を照射しながら、ウエハが一方から他方に移動させて、ウエハを照射領域を横切らせることで、ウエハの表面全体を照射している。

ところで光照射装置において、装置を使用しないときには、使用電力の削減やＬＥＤの使用寿命を延ばすためにＬＥＤをオフの状態にすることが好ましい。しかしながらＬＥＤの点灯直後はジャンクション温度が低いことから順電圧が高く光量が高く、発光に伴いジャンクション温度が上がり、徐々に順電圧が低くなって光量が低下して安定する特性がある。このため定電流制御を行ったとしても点灯直後からの光量変化の過度特性が避けられない。従ってウエハに対して安定した光処理を行うには、ＬＥＤをオンの状態にした後、ＬＥＤの光強度が安定するまでの待機時間が必要となり、装置のスループットが低下する。

特開２０１５−１５６４７２号公報

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板の表面に光を照射して基板処理（光処理）を行うにあたって、基板に対して安定した光処理ができ、しかもスループットの低下を抑えることができる技術を提供することにある。

本発明の光照射装置は、光により処理される基板を載置するための載置部と、
１個または互いに直列に接続された複数個のＬＥＤからなるＬＥＤブロックの複数が左右方向に直線状に配列され、左右方向に伸びる帯状の照射領域を形成するための光照射ユニットと、
前記載置部と光照射ユニットとを前後方向に互いに相対的に移動させるための移動機構と、
前記照射領域の照度を測定する照度測定部と、
前記ＬＥＤをオンの状態にした後、少なくともＬＥＤの光量が安定するまでの間、照度の目標値と前記照度測定部にて測定された照度測定値との偏差分に基づいてＬＥＤの電流を制御するための電流制御部と、を備えたことを特徴とする。

また本発明の光照射装置は、光により処理される基板を載置するための載置部と、
１個または互いに直列に接続された複数個のＬＥＤからなるＬＥＤブロックの複数が左右方向に直線状に配列され、左右方向に伸びる帯状の照射領域を形成するための光照射ユニットと、
前記載置部と光照射ユニットとを前後方向に互いに相対的に移動させる移動機構と、
前記照射領域の照度を測定する照度測定部と、
前記ＬＥＤの電流を制御する電流制御部と、を備え、
前記照度測定部の照度測定値が目標の照度に安定したときの電流を目標電流と呼ぶとすると、前記電流制御部は、ＬＥＤをオンの状態にした直後は目標電流よりも小さい電流でＬＥＤを駆動し、その後、当該電流を徐々に前記目標電流まで増加させるように構成されていることを特徴とする。

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた光照射ユニットにより基板の左右方向の幅よりも広い領域に亘って伸びる帯状の照射領域を形成するにあたりＬＥＤをオンの状態にした直後においては、照度測定値に基づいてＬＥＤに供給する電流値（駆動電流）を制御している。そのためＬＥＤをオンの状態（点灯）した後、光照射ユニットの照度が安定するまでの時間が短くなり、基板に対する光処理を速やかに開始することができるのでスループットの向上を図ることができる。
また他の発明では、予めＬＥＤをオンの状態にした直後に目標電流よりも小さい電流でＬＥＤを駆動し、その後、当該電流を徐々に前記目標電流まで増加させている。そのためＬＥＤをオンの状態にした直後においても光の照度が照度目標値に安定するため同様の効果を得ることができる。

第１の実施の形態に係る塗布、現像装置の平面図である。第１の実施の形態に係る塗布、現像装置の斜視図である。第１の実施の形態に係る一括露光装置を示す斜視図である。位置合わせ機構を示す側面図である。第１の実施の形態に係る光照射ユニットを示す縦断正面図である。第１の実施の形態に係る光照射ユニットを前方から見た縦断側面図である。第１の実施の形態に係る一括露光装置の構成図である。第１の実施の形態に係る駆動回路部の構成を示す説明図である。第１の実施の形態の作用を示す説明図である。第１の実施の形態の作用を示す説明図である。ＬＥＤの点灯後の照度及び入力電流値の経時変化を示す特性図である。第１の実施の形態におけるＬＥＤの点灯後の照度及び入力電流値の経時変化示す特性図である。第１の実施の形態の作用を示す説明図である。ＬＥＤの点灯後の照度及び入力電流値の経時変化を示す特性図である。第２の実施の形態に係る一括露光装置の構成図である。第２の実施の形態に係る電流制御部の構成を示す説明図である。ＬＥＤの点灯後の照度及び入力電流値の経時変化を示す特性図である。

［第１の実施の形態］
第１の実施の形態に係る光処理装置を光増感型化学増幅型レジストをウエハＷに塗布し、露光後のウエハＷを現像してレジストパターンを形成する塗布、現像装置に適用した例について説明する。図１に示すように塗布、現像装置は、キャリアブロックＤ１と、検査ブロックＤ２と、処理ブロックＤ３と、インターフェイスブロックＤ４と、を横方向に直線状に接続することで構成されている。またインターフェイスブロックＤ４には露光装置Ｄ５が接続されている。キャリアブロックＤ１は、円形の基板であるウエハＷを格納するキャリアＣが載置される載置ステージ１１を備えている。図中１２は開閉部、図中１３は介してキャリアＣと検査ブロックＤ２との間でウエハＷを搬送するための移載機構である。

検査ブロックＤ２には、キャリアブロックＤ１側から見て左右に並ぶように２台の検査装置２３が設けられ、検査装置２３の間における、キャリアブロックＤ１側には、ウエハＷを一時載置する受け渡しステージ１０が設けられ、処理ブロックＤ３側には、受け渡しステージ１０と、検査装置２３と、処理ブロックＤ３との間でウエハＷの受け渡しを行うための移載機構１９が設けられている。検査装置２３においては、現像処理後においてウエハＷに形成されたパターンの線幅の検査が行われる。具体的には、ウエハＷを径方向に分割し、各分割領域におけるパターンの線幅を測定し、ウエハＷ内の分割領域の位置とパターンの線幅とを対応付けてパターン情報として後述の主制御部１００に記憶する。

処理ブロックＤ３は、図２に示すようにウエハＷに液処理を行う単位ブロックＥ１〜Ｅ６が下方から順番に積層されて構成されており、これらの単位ブロックＥ１〜Ｅ６では互いに並行してウエハＷの搬送及び処理が行われる。単位ブロックＥ１、Ｅ２が互いに同様に構成され、単位ブロックＥ３、Ｅ４が互いに同様に構成され、単位ブロックＥ５、Ｅ６が互いに同様に構成されている。

ここでは単位ブロックのうち代表してウエハＷに現像液を供給する現像処理ブロック（ＤＥＶ）である単位ブロックＥ５を、図１を参照しながら説明する。キャリアブロックＤ１からインターフェイスブロックＤ４へ向かう搬送領域Ｆ５の左右の一方側には棚ユニットＵが前後方向に複数配置され、他方側には２つの現像モジュール２１が前後方向に並べて設けられている。現像モジュール２１は、ウエハＷの表面に形成されたレジスト膜に現像液を供給する。この棚ユニットＵは、ウエハＷを加熱する加熱モジュール２２と、光処理装置である一括露光装置３と、を備えている。また、上記の搬送領域Ｆ５には、ウエハＷの搬送機構である搬送アーム１４が設けられており、この単位ブロックＥ５に設けられる各モジュール及び後述のタワーＴ１、Ｔ２において単位ブロックＥ５と同じ高さに設けられるモジュール間でウエハＷが搬送される。

単位ブロックＥ１〜Ｅ４は、ウエハＷに供給する薬液が異なることを除き、単位ブロックＥ５、Ｅ６と同様に構成される。単位ブロックＥ１、Ｅ２は、現像モジュール２１の代わりにウエハＷに反射防止膜形成用の薬液を供給する反射防止膜形成モジュールを備えた反射防止膜形成ブロック（ＢＣＴ）、単位ブロックＥ３、Ｅ４は、現像モジュール２１の代わりにウエハＷに薬液として化学増幅型のレジストを供給してレジスト膜を形成するレジスト膜形成モジュールを備えたレジスト膜形成ブロック（ＣＯＴ）となる。

処理ブロックＤ３における検査ブロックＤ２側には、各単位ブロックＥ１〜Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ１と、タワーＴ１に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡し機構である受け渡しアーム１５とが設けられている。タワーＴ１は互いに積層された複数のモジュールにより構成されており、ウエハＷが載置される受け渡しモジュールを備えている。
インターフェイスブロックＤ４は、単位ブロックＥ１〜Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ２、Ｔ３、Ｔ４を備えており、タワーＴ２とタワーＴ３に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡し機構であるインターフェイスアーム１６と、タワーＴ２とタワーＴ４に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡し機構であるインターフェイスアーム１７と、タワーＴ２と露光装置Ｄ５の間でウエハＷの受け渡しを行うためのインターフェイスアーム１８が設けられている。露光装置Ｄ５はパターンマスクを用いてウエハＷの表面を露光する。タワーＴ２は、受け渡しモジュール、露光処理前の複数枚のウエハＷを格納して滞留させるバッファモジュール、露光処理後の複数枚のウエハＷを格納するバッファモジュール、及びウエハＷの温度調整を行う温度調整モジュールなどが互いに積層されて構成されている。
また塗布、現像装置は、塗布現像装置内において各処理モジュールへのウエハＷの搬送を制御すると共に、各モジュールにおける制御部の上位コンピュータとなる主制御部１００を備えている。

続いて一括露光装置３について説明する。図３に示すように一括露光装置は、筐体３０内を備え、筐体３０には、例えば搬送領域Ｆ５側に搬入出口３４が設けられている。筐体３０の底面にはウエハＷを載置する載置部３１が設けられ、載置部３１は、筐体３０内を搬入出口３４側のウエハＷの受け渡し位置Ｐ１から筐体３０の奥側の一括露光処理前のウエハＷが待機する待機位置Ｐ２まで伸びるガイドレール３３に沿って移動自在であって、載置部３１に載置されたウエハＷを鉛直軸周りに回転させるための駆動部３２に回転軸を介して接続されている。なお駆動部３２は、載置部３１を回転させるためのモータや、モータを保持しガイドレールに沿って移動する移動機構が組み合わされたものとして記載している。

一括露光装置３の奥側の待機位置Ｐ２には、図４に示す位置合わせ機構５が設けられている。位置合わせ機構５は、枠部５０とアライメント用光源５１及びセンサ５２を備え、アライメント用光源５１と、センサ５２とは夫々枠部５０の天板部下面と、底板部の上面とに互いに対向するように固定されている。
載置部３１に載置されたウエハＷが待機位置Ｐ２に移動するとウエハＷの周縁部がアライメント用光源５１から照射された光の光路の一部を遮るように位置し、ウエハＷに遮られずウエハＷの側方を通過した光はセンサ５２に照射される。そしてウエハＷを回転させたときのセンサ５２が感知する照射領域の変化に基づいて例えばウエハＷの周縁に形成されたノッチの向きを測定し、露光処理を行うウエハＷの向きが一定になるように制御される。

またウエハＷの移動する領域におけるウエハＷの受け渡し位置Ｐ１と、ウエハＷの待機位置Ｐ２との間の上方には、ウエハＷに紫外線を照射する光照射ユニット４が設けられている。ウエハＷの移動方向を前後方向とすると、光照射ユニット４は、図５、図６に示すようにウエハＷの移動領域の左右幅よりも横幅が長い矩形のケース体４０を備え、ケース体４０の底面には、左右方向に伸び、ウエハＷの移動領域を跨ぐ範囲に亘る照射口であるスリット４３が形成されている。

ケース体４０の内部には、光源部であるＬＥＤ光源群４００が設けられている。ＬＥＤ光源群４００は、前後方向に複数、例えば「４個」のＬＥＤ４２を直列に接続して構成されるブロックＢ１〜Ｂ８８が左右方向に８８列並べて構成されている。なおＬＥＤの配列は図面では、作図の困難性と構造の把握の容易性を優先するため便宜上の個数として記載してある。

ＬＥＤ光源群４００は、ケース体４０内に設けられた共通のＬＥＤ基板４１に固定され、下方に向けて紫外線を照射するように配置されている。ＬＥＤ光源群４００から発せられる紫外線は、スリット４３を介して、光照射ユニット４の下方に向けて照射される。従って光照射ユニット４から照射される光は、ウエハＷの移動領域の左右方向の幅よりも広い領域に亘って照射される。この時ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８から照射される光は、ウエハＷの移動領域に向かって光を照射する。

また一括露光装置３は、光照射ユニット４におけるＬＥＤ４２の照度を各ブロックＢ１〜Ｂ８８ごとに測定するための照度測定部６を備え、照度測定部６の先端には、集光部６０が設けられている。集光部６０はＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の長さ方向に水平に伸びる角筒状の筐体６１を備え、筐体６１の上面には、スリットが、集光部６０の長さ方向にＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の照射領域に亘って形成されている。集光部６０は光ファイバー６３を介して、照度センサ６４に接続され、照度センサ６４は、光照射ユニット４の奥側背面に形成された一括露光装置３の左右方向に伸びるガイドレール６５に沿って移動する移動機構６６に固定されている。そして照度測定部６を移動させることにより、集光部６０が左右方向に即ちＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の配列方向に水平に移動するように構成されている。

集光部６０の筐体６１の内部には、直方体の蛍光ガラスからなる集光体が設けられ、集光体は集光部６０の上面に形成されたスリットを通して進入した光の照度に対応する照度で発光する。集光体は、その上面の高さ位置がウエハＷの表面の高さ位置なるように配置されており、ウエハＷの表面の高さ位置において吸収した光の総照度、即ち当該ブロックを構成する４つのＬＥＤ４２の合計の照度に応じて発光し、集光体の照度を光ファイバー６３を介して照度センサ６４により測定することで、ブロックを構成する４つのＬＥＤ４２の総照度を測定する。なお図５中に実線で示す照度測定部６の位置は、ウエハＷに露光処理を行うときに照度測定部６が待機する位置を示しており、当該位置にある集光部６０はウエハＷの移動領域から外れ、ウエハＷと集光部６０とが互いに干渉しないように配置されている。

また光照射ユニット４におけるＬＥＤ基板４１の上面には、電流制御部４４が設けられている。図７に示すように電流制御部４４は、ＣＰＵ９１、プログラム格納部９２及びメモリ９３を備えたコンピュータとコンピュータに接続されたハード部分である駆動回路部９６とを備えている。なお図中９４はバスである。プログラム格納部９２には、ＬＥＤ４２の各ブロックＢ１〜Ｂ８８から照射される光の照度を調整するために必要なステップ群が組まれたプログラム９５が格納されている。またメモリ９３には、電流制御部４４に入力される電流初期値及び定電流制御時の電流設定値が記憶されている。これらのパラメータ値は、光照射ユニット４とは別個に設けられたコントローラ９から入力される。

駆動回路部９６は、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の各々に駆動電流を供給するための回路であり、図８に示すように照度目標値と照度測定部６にて測定された照度測定値との偏差分を電流目標値として出力する第１の演算部（第１の演算増幅部）１０１と、第１の演算増幅部１０１の出力値と電流指令値の帰還信号との偏差分が入力される第２の演算部（第２の演算増幅部）１０２と、を備えている。即ち駆動回路部９６は、電流制御をマイナーループとし、照度制御をメジャーループとした制御回路を備えている。第１の演算増幅部１０１と第２の演算増幅部１０２との間にはスイッチ部１０３が設けられており、スイッチ部１０３は、第２の演算増幅部１０２に入力する信号を第１の演算増幅部１０１の出力端、電流の初期値の供給ライン及び定電流時の目標電流値の供給ラインの間で切り替えるように構成されている。
さらに駆動回路部９６は、例えば位相制御によりＬＥＤ４２の駆動電流を調整する回路を備えており、第２の演算増幅部１０２の電流指令値に応じて、当該回路のスイッチング素子のデューティー比が制御されるように構成される。なお本実施の形態では、電流制御部４４における第１の演算増幅部１０１及び第２の演算増幅部１０２は、ハードウエハにより実行するものとするが、ソフトウェアにて実行するようにしてもよい。

既述のコントローラ９は、一括露光装置３におけるウエハＷの処理を実行するプログラムを備え、駆動部３２によるウエハＷの移動や、光照射ユニット４のＬＥＤ光源群４００の電源のオンの状態（点灯）オフの状態（消灯）の切り替えを行うための制御信号を電流制御部４４に入力すると共に照度目標値を電流制御部４４に入力する。

上述の塗布、現像装置及び露光装置Ｄ５からなるシステムにおけるウエハＷの処理について説明するが、まず塗布、現像装置及び露光装置Ｄ５の全体的なウエハＷの流れについて説明する。ウエハＷは、キャリアＣから移載機構１３により、検査ブロックＤ２における受け渡しステージ１０に載置され、次いで移載機構１９により処理ブロックＤ３におけるタワーＴ１の受け渡しモジュールに搬送される。この受け渡しモジュールからウエハＷは、タワーＴ１における単位ブロックＥ１、Ｅ２に各々対応する受け渡しモジュールに夫々振り分けられて搬送される。

このように振り分けられたウエハＷは、受け渡しモジュール→反射防止膜形成モジュール→加熱モジュール→受け渡しモジュールの順に搬送され、続いて受け渡しアーム１５により単位ブロックＥ３、Ｅ４に夫々対応する受け渡しモジュールに振り分けられる。このように受け渡しモジュールに振り分けられたウエハＷは、夫々対応するレジスト膜形成モジュールに搬送されて、表面全体に光増感化学増幅型のレジストが塗布され、レジスト膜が形成される。その後、ウエハＷは、加熱モジュール→タワーＴ２の受け渡しモジュールの順で搬送され、タワーＴ３を介して露光装置Ｄ５へ搬入され、パターンマスクを用いて露光処理が行われる。これによりウエハＷにおける露光処理によりパターン露光された領域に酸と光増感剤とが発生する。

パターン露光後のウエハＷは、単位ブロックＥ５、Ｅ６に夫々搬送される。然る後、後述する一括露光装置３にてウエハＷの表面全体が露光され、既述の光増感剤が光を吸収し、パターン露光された領域において更に酸と光増感剤とが発生する。このように一括露光が行われることによりレジスト膜においてパターン露光された領域において酸が増殖する。その後、ウエハＷは加熱モジュール２２に搬送されて加熱される。この加熱モジュール２２によってパターン露光された領域が、酸によって変質し現像液に可溶となる。続いてウエハＷは、現像モジュール２１に搬送されて現像液が供給されて、変質した領域が現像液に溶解してレジストパターンが形成される。その後、ウエハＷはタワーＴ１に搬送された後、検査ブロックＤ２を通過してキャリアブロックＤ１に搬入され、移載機構１３を介してキャリアＣに戻される。

続いて一括露光装置３の作用について説明するが、上述の塗布、現像装置及び露光装置Ｄ５からなるシステムにおいては、製品であるウエハＷの処理の前に検査用ウエハを用いて成膜を行い、検査装置２３にて取得された検査用ウエハのパターン情報に基づいて一括露光装置３におけるＬＥＤ光源群４００の各ブロックＢ１〜Ｂ８８ごとの照度が決定される。

具体的には、塗布、現像装置内にて製品用ウエハＷの処理を開始する前に、例えばウエハＷに用いられるレジストと同一のレジスト、及びパターン露光マスクを用いて検査用ウエハにパターンを形成する。次いで検査用ウエハに対し一括露光装置３にて基準となる露光量を用いる他は、製品ウエハと同一にして一括露光を行い、次いで現像を行う。その後現像処理が行われたウエハＷは、検査ブロックＤ２に搬入され、検査装置２３に搬送される。

そして検査用ウエハにて得られたパターンについて検査装置２３にて検査を行う。検査装置２３においては、例えば検査用ウエハを幅方向に例えば、一括露光装置３におけるＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の数と同数の領域に分割し、各領域におけるパターンの線幅の大きさとウエハＷの位置とを対応付けたパターン情報を取得する。主制御部１００は、このパターン情報を受取り、ウエハＷの位置、例えば分割領域の位置と規格化された露光量値とを対応付けたデータを作成し、一括露光装置３のコントローラ９に送信する。そして一括露光装置３において、ウエハＷの各分割領域の積算光量が揃うように、各分割領域の位置に対応し、当該領域に光を照射する各ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の光強度を設定する。次いで照度測定部６により各ブロックごとの照度の測定を行い、ＬＥＤ４２の各ブロックＢ１〜Ｂ８８ごとに設定値通りの照度となっているかを判定し、当該ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の照度が設定値の照度となるように光強度が調整される。

その後パターン露光が行われた製品用のウエハＷは、図９に示すようにまず搬送アーム１４により受け渡し位置Ｐ１にある載置部３１に受け渡される。この時光照射ユニット４においては、ＬＥＤ光源群４００がオフになっている。また照度測定部６は、例えば待機位置に位置している。
そして図１０に示すようにウエハＷを受け渡し位置Ｐ１から待機位置Ｐ２に移動させる。この時ウエハＷの移動領域には、光が照射されていないためウエハＷは露光されずに待機位置Ｐ２に移動することができる。そして待機位置Ｐ２にて既述のようにウエハＷの位置合わせを行う。これにより検査装置２３にてパターン情報を取得したときの分割領域の配列方向と、ＬＥＤ光源群４００におけるＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の配列方向と、が揃う。

続いて照度測定部６を照度測定の対象となるＬＥＤ４２、例えばＬＥＤ４２のブロックＢ１の下方に移動させる。次いでＬＥＤ光源群４００を点灯、即ちオンの状態とする（例えば電源を投入する）が、まず点灯後のＬＥＤ４２の挙動について説明する。図１１（ａ）は、駆動電流を一定（図１１（ｂ））としたときの点灯後のＬＥＤ４２の光強度の時間変化を示している。この時ＬＥＤ４２に供給されている電流値は、図１１（ｂ）に示すように点灯後一定であるが、ＬＥＤ４２の光強度は、図１１（ａ）に示すように点灯直後に大きく上昇し、その後徐々に低下して目標値に近づき安定する。そのためＬＥＤ４２の点灯時の時刻をｔ０とすると、ＬＥＤ４２の照射する照度が安定し、許容値の範囲内に収まる時刻がｔａとなる。従ってウエハＷの処理を行うにあたって、安定した光照射を行うためには、ＬＥＤ４２の電源投入時の時刻ｔａ以降の照度安定期にウエハＷの処理を開始することが好ましい。

これに対して上述の実施の形態におけるＬＥＤ４２の挙動について図１２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。まず図８に示す各駆動回路部９６のスイッチ部１０３が、電流値の初期値を第２の演算増幅部１０２に入力するように切り替わる。この電流値の初期値は、例えばＬＥＤ４２の点灯後、照度が安定したときの照度測定値が照度目標値となる電流値よりも小さい値、例えば当該電流値の３０〜５０％程度の値に設定されている。
従って第２の演算増幅部１０２には、図１２（ｂ）に示すように時刻ｔ０にて初期値の電流が供給され、図１２（ａ）に示すようにＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８が目標照度よりも弱い照度となるように発光する。このため点灯直後は照度測定部６における照度測定値は、照度目標値よりも低い、いわば初期値であるＬ１となる。

そして各駆動回路部９６の第１の演算増幅部１０１では、照度目標値Ｌａと初期値であるＬ１との偏差分に基づく信号を目標電流値として出力すると共にスイッチ部１０３が第１の演算増幅部１０１の出力端側に切り替わる。これによりＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の照度が初期値Ｌ１の照度から照度目標値Ｌａに向かって急激に上昇する。

そして照度測定値が照度目標値Ｌａに達すると、最初照度測定値と照度目標値Ｌａとの偏差分が大きいため、電流も急激に上昇するが、照度測定値が照度目標値Ｌａに達すると、電流は少しオーバーシュートした状態から急激に低下する。これに伴いＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の発光が弱くなるので電流は一転して上昇し、時刻ｔａ´にて照度測定値が照度目標値Ｌａを越えると、駆動回路部９６の制御ループの作用により時間的に緩やかに小さな波を打った状態で照度測定値が照度目標値Ｌａに収束していく。従って図１２（ａ）に示すように各ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８から照射される光の照度は、目標値（詳しくは許容値の範囲内）に短時間で安定する。

図１２（ａ）、（ｂ）の説明では、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の照度が照度目標値Ｌａ（照度目標値に対する許容範囲）に安定した時刻ｔａ´の後も照度制御を行っているものとして記載しているが、この実施の形態では、時刻ｔａ´後は、スイッチ部１０３を定電流制御の電流設定値のライン側に切り替えて定電流制御を行うようにしている。
そしてＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８をオンの状態にした後、時刻ｔａ´以降に照度測定部６を待機位置に退避させ、図１３に示すようにウエハＷを待機位置Ｐ２から受け渡し位置Ｐ１に移動させる。ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８は、対応するウエハＷの分割領域を夫々露光したときに、ウエハＷの表面全体で積算露光量が均一になるように設定されている。そのためウエハＷを待機位置Ｐ２から受け渡し位置Ｐ１に移動させて露光することにより、ウエハＷの表面全体が均一に露光される。そして受け渡し位置Ｐ１に戻ったウエハＷは、搬送アーム１４に取り出され、現像装置に搬送される。ウエハＷは、表面全体で積算露光量が均一になっているため、現像処理を行った時にウエハＷの表面全体における線幅が揃う。そして既述のように加熱処理が行われた後、キャリアＣに戻される。

上述の実施の形態においては、一括露光装置３内のＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８を点灯し、ＬＥＤ４２のブロックＢ１の照度測定値に従い、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８に入力する電流値を調整して照度の調整を行っている。そのためＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８をオンの状態（点灯）した後、光照射ユニット４の照度が安定するまでの時間が短くなる。従ってウエハＷに光処理を行うとき以外には、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８を消灯することで省エネルギー化を図ることができると共に、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の点灯後、ウエハＷの光処理を速やかに開始することができるのでスループットの向上を図ることができる。

またＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８を発光させたまま露光処理を行う場合に、ウエハＷに複数回露光を行わないようにするためには、図３に示す待機位置Ｐ２からウエハＷを搬出しなければならないが、ウエハＷを露光せずに待機位置Ｐ２と受け渡し位置Ｐ１との間を移動させることができるため、受け渡し位置Ｐ１にてウエハＷの搬入、搬出を行うことができる。このため図１に示すような塗布、現像装置に一括露光装置３を設置するにあたって、ウエハＷの搬送領域に臨むように設ける一括露光装置３の搬入出口３４が一か所となるため、塗布、現像装置内のモジュールの配置レイアウトが簡単になり、装置の大型化を避けることができる。

またウエハＷの移動領域に向けて光を照射するＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８に加えて、ウエハＷの移動領域から外れた位置に光を照射する照度測定用のＬＥＤ４２のブロックを設け、ウエハＷの移動領域から外れた位置に配置された集光部６０により照度測定用のＬＥＤ４２のブロックから照射される光の照度を集光し、照度測定用のＬＥＤ４２の照度測定値に基づいて、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の光強度の調整を行うようにしてもよい。この場合には、ウエハＷに露光処理を行うときにも照度の測定を継続することができる。そのため第１の実施の形態における時刻ｔａ´以降に定電流制御に切り替えることに代えて、継続して照度の測定を行い、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の照度を安定させるようにしてもよい。

また光照射ユニット４にＬＥＤ光源群４００を冷却する例えば水冷式の冷却機構を設けてもよい。ＬＥＤ光源群４００に熱を蓄積すると出力される光強度が乱れやすくなる。そのためＬＥＤ光源群４００を冷却することにより、ウエハＷの照度を正確にすることができる。
さらに照度測定部６において、温度上昇による照度測定値の誤差が生じるおそれがある。そのため照度測定部６に冷却機構を設け、温度上昇による照度測定値の誤差を抑制してもよい。

ウエハＷを受け渡し位置Ｐ１から待機位置Ｐ２に露光を目的としないでウエハＷをＬＥＤ光源群４００の下方を通過させた後、露光を目的として、受け渡し位置Ｐ１から待機位置Ｐ２との間を複数回移動させてもよい。さらに載置部３１の位置が固定され光照射ユニット４が前後方向に移動してウエハＷに光を照射する構成でも良い。

また本発明の一括露光装置３は、光増感化学増幅型のレジストに限らず、通常のレジストの増感や線幅の調整を行う装置でも良い。また例えば光を照射して塗布膜に含まれるカーボン膜の架橋反応を進行させて、耐エッチング耐性を向上させる装置や、レジスト膜の硬化を促進する装置であってもよい。また有機膜を硬化させるための装置、あるいはウエハＷに光を照射することにより塗布膜中の下層膜の膜厚を調整する装置であってもよい。
［第２の実施の形態］

また一括露光装置３にて露光処理を行うにあたって、予め取得したＬＥＤ４２の点灯直後の光強度の変動の傾向を利用して、ＬＥＤ４２に入力する電流値を調整して光強度を安定させるようにしてもよい。図１４（ａ）は、電源投入後の光強度の変化をＬＥＤ４２に入力する電流値ごと（駆動電流に対する規格化した電流値％））に示し、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す各グラフの電流値を示している。
既述のようにＬＥＤ４２は時刻ｔ０にて点灯させて直後に、光強度が大きく上昇し、その後徐々に光強度が弱まり、例えば時刻ｔａ以降は安定した値となる。そして図１４（ａ）に示すように電流値を１００％から下げることにより、照度も下がっていくことが分かる。

照度測定部６の照度測定値が目標の照度に安定したときの電流を目標電流とすると、例えば目標電流を既述の規格化した７０％の電流値に設定し、ＬＥＤ４２から照射される光にて光照射を行う場合には、図１４（ａ）に示すように電流値を目標電流よりも小さい６０％に設定して、電源を投入する。電源投入直後の照度が、電流値を７０％に設定した場合における時刻ｔａ以降の安定した照度と同等の照度となることが分かる。
その後は、時間経過に従い電流値に対応する照度は徐々に下がる。そのため時間経過に従い、電流値を６０％から徐々に上げ、時刻ｔａにて電流値が７０％まで上がるようにすることで、時刻０から時刻ｔａの間も電流値を７０％に設定したときの安定照度で光を照射することができる。

従って例えば図１５に示すように電流制御部４４のメモリ９３に、電流値に対応させた電源投入後における経過時間ごとのＬＥＤ４２の光強度を示すデータテーブルを記憶する。また駆動回路部９６は、図１６に示すように、ＬＥＤ４２の点灯直後（例えば電源投入直後）に、メモリ９３に記憶されたテーブルから電流値の時系列データが入力され、電流値の時系列データと、電流指令値の帰還信号との偏差分が出力するように構成された演算増幅部１０４を備え、当該電流指令値に従って、ＬＥＤ４２の出力する光強度を制御する。

図１７（ａ）はＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の照度の時間変化を示し、図１７（ｂ）は駆動電流の電流値の時間変化を示している。ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の点灯直後は、電流値を６０％に設定しているが、照度が高くなるため、電流値を７０％に設定したときの安定照度で光を照射することができる。その後電流値を６０％から徐々に上げていくが、入力電流の電流値に対する照度が徐々に下がるため、ＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の照度は、略照度目標値（詳しくは許容範囲内）になる。その後時刻ｔａにおいて電流値が７０％に達するが、時刻ｔａにおいてはＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の照度は安定照度となっているため照度目標値の照度になる。

そして時刻ｔａ以後は、例えばメモリ９３から定電流とする信号が読み出され、電流値を７０％とする定電流制御が行われる。従ってＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８の点灯後（詳しくは点灯動作後）から照度が安定するため、ウエハＷを光照射ユニット４の下方を通過させる時以外はＬＥＤ４２を消灯した場合であっても、ＬＥＤ４２を点灯させてから短時間で照度を安定させることができ、速やかにウエハWの光処理を行うことができる。そのため装置のスループットを抑えながら安定した露光処理を行うことができる。この電源投入直後に入力される電流値は、照度測定値が安定したときに目標の照度が得られる電流値に対して、例えば８０〜９３％となる電流値を適用することが好ましい。
また演算増幅部１０４に入力する電流目標値の時系列データをメモリ９３から読み出すことに代えて、時系列データに相当する電流目標値を出力する関数発生器などのパターン出力部を用いるようにしてもよい。

また例えばＬＥＤ光源群４００の電源投入後、一定時間は、メモリ９３に記憶したデータテーブルから電流値を読み出して、光照射を行い、一定時間経過後は、第１の実施の形態に示した例と同様に照度測定部６にて測定された照度測定値に基づいてＬＥＤ４２のブロックＢ１〜Ｂ８８から照射する光の照度を調整してもよい。

３一括露光装置
４光照射ユニット
５位置合わせ機構
６照度測定部
９コントローラ
３０筐体
３１載置部
３２駆動部
３３ガイドレール
３４搬入出口
４０ケース体
４２ＬＥＤ
４４電流制御部
４００ＬＥＤ光源群
Ｂ１〜Ｂ８８ＬＥＤのブロック

Claims

光により処理される基板を載置するための載置部と、
１個または互いに直列に接続された複数個のＬＥＤからなるＬＥＤブロックの複数が左右方向に直線状に配列され、左右方向に伸びる帯状の照射領域を形成するための光照射ユニットと、
前記載置部と光照射ユニットとを前後方向に互いに相対的に移動させるための移動機構と、
前記照射領域の照度を測定する照度測定部と、
前記ＬＥＤをオンの状態にした後、少なくともＬＥＤの光量が安定するまでの間、照度の目標値と前記照度測定部にて測定された照度測定値との偏差分に基づいてＬＥＤの電流を制御するための電流制御部と、を備えたことを特徴とする光処理装置。
前記電流制御部は、照度の目標値と照度測定値との偏差分を演算する第１の演算部と、前記第１の演算部から出力される出力値とＬＥＤに供給される電流に対応する信号との偏差分を演算する第２の演算部と、を備え、前記第２の演算部の出力値に対応する電流がＬＥＤに供給されるように構成されることを特徴とする請求１記載の光処理装置。
前記ＬＥＤをオンの状態にした後、前記照度測定部の照度測定値が目標の照度に安定したときの電流よりも小さい電流が初期値としてＬＥＤに供給されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光処理装置。
前記照度測定部の照度測定値が一旦許容範囲に達し、その後低下して再度許容範囲に収まった時点を光量が安定した時点と判断することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光処理装置。
前記電流制御部は、前記ＬＥＤの光量が安定した後は、定電流制御に切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし４のいずれか一項に記載の光処理装置。
前記照度測定部により測定された１個のＬＥＤブロックの照度測定値を、すべてのＬＥＤブロックにおいて照度測定値として取り扱うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光処理装置。
光により処理される基板を載置するための載置部と、
１個または互いに直列に接続された複数個のＬＥＤからなるＬＥＤブロックの複数が左右方向に直線状に配列され、左右方向に伸びる帯状の照射領域を形成するための光照射ユニットと、
前記載置部と光照射ユニットとを前後方向に互いに相対的に移動させる移動機構と、
前記照射領域の照度を測定する照度測定部と、
前記ＬＥＤの電流を制御する電流制御部と、を備え、
前記照度測定部の照度測定値が目標の照度に安定したときの電流を目標電流と呼ぶとすると、前記電流制御部は、ＬＥＤをオンの状態にした直後は目標電流よりも小さい電流でＬＥＤを駆動し、その後、当該電流を徐々に前記目標電流まで増加させるように構成されていることを特徴とする光処理装置。
前記目標電流よりも小さい電流は、照度測定値が安定したときに目標の照度が得られる電流値に対して８０〜９３％となる電流であることを特徴とする請求項７に記載の光処理装置。
前記目標電流よりも小さい電流は、ＬＥＤをオンの状態にした直後の照度測定値のピーク値が、前記目標の照度に対して許容範囲となる電流であることを特徴とする請求項７または８に記載の光処理装置。
前記基板が光の照射による処理を目的としないで照射ユニットの下方側を移動するときには、ＬＥＤがオフの状態とされるように構成されたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の光処理装置。