JP3788587B2 - 基板露光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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、「基板」と称する）を露光する露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の基板露光装置としては、例えばフォトレジスト液などの感光剤が塗布された基板の周縁部を露光するエッジ露光装置が知られている。このエッジ露光装置は現像処理前に基板の周縁部を露光しておくための基板露光装置であり、その従来例として例えば特開平９−３２６３５８号公報に記載されたものがある。この従来装置では、水銀キセノンランプなどの光源からの光線（一般的には紫外線）を光ファイバによってスポット光照射ユニット（露光ヘッド）に導き、このスポット光照射ユニットから基板の周縁部に光線を照射することによって、当該周縁部の感光剤を感光させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の基板露光装置では、スポット光照射ユニット内にレンズ系を装備し、光ファイバを介して導光されてきた光線をレンズ系によって基板表面に集光させており、露光幅はレンズ系の光学特性、特に倍率によって決まってくる。しかしながら、従来の基板露光装置においては、レンズ系の倍率は固定されており、露光幅を変更するためにはレンズ系の構成を変更する必要がある。しかも、そのレンズ系の変更に伴って光学的な調整を行う必要がある。そのため、従来の基板露光装置では、露光幅の変更に柔軟に対応することができなかった。
【０００４】
また、従来の基板露光装置では、光源として上記したように水銀キセノンランプが用いられたり、これ以外にフラッシュランプが用いられることが多い。これらのランプ寿命は比較的短く、基板の露光処理に要求されるランプ性能を満足させることができる時間は、現状では平均して１０００時間から２０００時間程度であり、装置を２４時間稼動させる場合には約１．５ヶ月から３ヶ月ごとにランプ交換が必要となる。そのため、この短期間でのランプ交換がメンテナンス性を低減させる主要因のひとつとなっている。また、ランプは消耗品であるため、ランプにかかるコストは大きく、ランニングコストの増大要因のひとつとなっている。
【０００５】
また、ランプを収納したランプハウスを熱排気および重量などの問題から装置本体の下部に配置し、ランプハウスからの出射光を光ファイバでスポット光照射ユニットまで伝達している。この光ファイバ自体がかなり高価な部品であるため、光ファイバを用いることで装置コストがかかるという問題もある。
【０００６】
また、スポット光照射ユニットから基板表面に照射される光線の照度はランプの経時変化などに伴って変動するため、従来の基板露光装置では受光器を装置内に設置して適当なタイミングでスポット光照射ユニットを露光処理位置から受光器まで移動させ、受光器による照度測定を行っている。したがって、スポット光照射ユニットの移動範囲内に受光器を設ける必要があり、受光器の設置スペースが必要となるとともに、その受光器の設置のために設計自由度が低下してしまうという問題がある。また、このようにスポット光照射ユニットを受光器まで相対的に移動させる必要があり、そのための駆動機構が必要となる。ここで、上記した従来装置では、スポット光照射ユニットを水平面内で二次元的に移動させる駆動機構が設けられているため、この駆動機構を利用してもよいのであるが、受光器まで移動可能に設定する必要があり、駆動機構の大型化を避けることができなくなってしまう。さらに、照度測定のたびに、スポット光照射ユニットを露光処理位置から移動させ、露光処理を中断する必要があるため、スループットの面でも不利である。
【０００７】
さらに、感光剤の分光感度域は感光剤の種類によって異なることがあるが、分光感度域が互いに異なる感光剤に対して露光処理を行う場合、従来装置では感光剤の変更に伴いランプを交換する必要がある。このようなランプ交換は作業効率の低下を招くこととなるため、近年、感光剤の変更に対しても柔軟に対応することができる基板露光装置が強く要望されている。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、種々の露光条件（例えば露光幅、感光剤の分光感度域など）に柔軟に対応することができる基板露光装置を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、この発明は、優れたメンテナンス性を有する低コストの基板露光装置を提供することを第２の目的とする。
【００１０】
さらに、この発明は、小型で、しかも優れたスループットを有する基板露光装置を提供することを第３の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる基板露光装置は、感光剤が塗布された基板の周縁部を所定の露光幅で露光する基板露光装置であって、上記目的を達成するため、少なくとも２本以上のレーザ光を出射するレーザ光源手段と、前記基板の周縁部における前記各レーザ光の照射位置が前記露光幅の幅方向において相互に相違するように、しかも前記各レーザ光の照射によって露光される露光領域が重なることなく前記露光幅の幅方向に沿って連続して配列するように、前記各レーザ光を前記基板の周縁部に導光する露光光学手段と、複数本のレーザ光の各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御して基板の周縁部における露光位置および／または露光幅を調整する露光幅調整手段とを備えている（請求項１）。
【００１２】
このように構成された発明では、少なくとも２本以上のレーザ光が基板の周縁部に導光されて該周縁部が露光される。ここで、各レーザ光の照射によって露光される露光領域が重なることなく露光幅の幅方向に沿って連続して配列されることから、レーザ光のビーム径程度の分解能で露光幅および／または露光幅の幅方向における露光位置を制御することができ、高精度な露光処理を行うことができる。しかも、複数本のレーザ光の各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、基板周縁部における露光幅を容易に、しかも迅速に変更することができるとともに露光位置の変更にも柔軟に対応することができる。
【００１４】
また、複数本のレーザ光で基板を露光する場合、レーザ光源手段は複数本のレーザ光を発生させる必要があるが、例えばレーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光を複数本のレーザ光に分割する第１ビームスプリッタとでレーザ光源手段を構成したり（請求項２）、レーザ光を出射するレーザ光源を複数個設けることでレーザ光源手段を構成することができる（請求項３）。
【００１５】
また、露光条件の一つである露光位置を変更するためには、露光光学手段と基板とを相対的に移動させる移動手段を設けるのが望ましい（請求項４）。
【００１７】
また、レーザ光源から出射されたレーザ光の一部を取出す第２ビームスプリッタと、第２ビームスプリッタによって取出された照度測定用レーザ光の光束を測定する受光器と、受光器で測定された測定結果に基づき基板の周縁部に照射される各レーザ光の照度を求める照度算出手段とをさらに設けてもよく（請求項５）、この場合、各レーザ光を基板の周縁部に照射しながら、同時に各レーザ光の照度を求めることができる。
【００１８】
また、レーザ光源をチューナブルレーザで構成し、感光剤に応じてレーザ光源を制御してレーザ光源から出射されるレーザ光の波長を変更設定するようにしてもよい（請求項６）。このように構成することで、感光剤の変更に対して柔軟に対応することができる。
【００１９】
また、露光光学手段が少なくとも１枚以上の反射ミラーを備え、反射ミラーによってレーザ光を反射して基板の周縁部に導光するように構成してもよく（請求項７）、光ファイバによって導光する従来技術に比べて装置コストの面で有利である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる基板露光装置の第１実施形態を示す斜視図である。同図においては、水平面をＸ−Ｙ面とし、鉛直方向をθ軸方向とする３次元座標系Ｘ−Ｙ−θが定義されている。以下、基板露光装置の機構的構成について説明していく。
【００２５】
この基板露光装置は、感光剤が塗布された基板Ｗの周縁部を露光する装置であり、基台１と、基板Ｗを回動駆動する回動駆動ユニット２と、基板Ｗの周縁部にレーザ光を照射露光する露光ユニット３と、エッジセンサ４と、装置全体を制御する制御ユニット（図３中の符号５）とを備えている。
【００２６】
この回動駆動ユニット２は、吸着チャック２１により基板Ｗを略水平に吸着保持し、θ軸用モータ２２の駆動により基板Ｗを鉛直方向をθ軸として回動する。
【００２７】
また、吸着チャック２１により吸着保持された基板Ｗの上方側に、露光ユニット３が配置されており、この露光ユニット３から露光幅に応じて１または複数本のレーザ光が基板Ｗの周縁部に照射される。なお、露光ユニット３については、後で詳述する。
【００２８】
さらに、エッジセンサ４は光センサであり、上下から回動駆動ユニット２の吸着チャック２１上に保持された基板Ｗを挟むように投光部と受光部とを備えており、その基板Ｗのオリエンテーションフラットの検出および基板Ｗの回動駆動ユニット２の鉛直方向の回動軸θに対する基板Ｗの偏心量の検出を行う。
【００２９】
次に、露光ユニット３の構成について図２を参照しつつ詳述する。図２は、図１の露光ユニットの機械・光学的構成を示す斜視図である。この露光ユニット３では、同図に示すように露光基台３１上に、複数本のレーザ光を出射するレーザ光源部３２と、複数チャンネルの音響光学素子（以下「マルチチャンネルＡＯＭ」という）３３と、マルチチャンネルＡＯＭ３３からのレーザ光を基板Ｗの周縁部に導光する露光光学部３４と、ビームスプリッタ３５と、フォトセンサ３６とが配置されるとともに、これらの構成要素３２〜３６が露光カバー３７によって覆われている。
【００３０】
なお、この露光カバー３７の側面には複数の開口部３７１が設けられており、これらの開口部３７１を介して露光基台３１と露光カバー３７とで囲まれた空間ＳＰ1に窒素ガスが供給されて光学的構成の構成要素３２〜３６等に対しパージを行っている。この結果、基板露光処理中に処理中に発生する気体成分、例えば感光剤を露光した際に発生する昇華物などが空間ＳＰ1に流れ込み、構成要素３２〜３６を汚染するのを効果的に防止することができる。
【００３１】
レーザ光源部３２はレーザ光源として紫外線レーザ３２１を備えており、この紫外線レーザ３２１から出射し、さらにビームスプリッタ３５を透過したレーザ光Ｌが２枚の反射ミラー３２２，３２３およびレンズ３２４を介してビームスプリッタ３２５に導光している。このビームスプリッタ３２５は、本発明の「第１ビームスプリッタ」に相当するものであり、レーザ光Ｌを複数本、つまりｍ本（ただし、ｍは２以上の整数）に分割し、これらのレーザ光Ｌ1，…，ＬmをマルチチャンネルＡＯＭ３３に向けて出射している。
【００３２】
このマルチチャンネルＡＯＭ３３は、レーザ光Ｌ1，…，Ｌmの各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御するものであり、制御ユニットの制御部（図３中の符号５１）からの指令にしたがってレーザ光Ｌ1，…，Ｌmの全部あるいは一部を選択的に露光光学部３４に導光するように構成されている。なお、マルチチャンネルＡＯＭ３３の構成および動作については既に周知であるため、ここでは、それらについての説明は省略する。
【００３３】
露光光学部３４は、基本的にはレンズ３４１，３４２と、反射ミラー３４３と、レンズ３４４と、反射ミラー３４５とでマルチチャンネルＡＯＭ３３から導光されてきたレーザ光を露光基台３１に設けられた開口部（図示省略）を介して基板Ｗの周縁部に照射している。これらの構成要素３４１〜３４５のうち、レンズ３４１，３４２は空間ＳＰ1内において露光基台３１に固定配置されているのに対し、反射ミラー３４３はカバー３４６により取り囲まれた空間ＳＰ2内で固定されており、カバー３４６と一体的にＹ軸駆動機構３４７によってＹ軸方向に移動可能となっている。また、レンズ３４４および反射ミラー３４５はカバー３４８により取り囲まれた空間ＳＰ3内で固定されており、露光ヘッド３４０として機能する。
【００３４】
この露光ヘッド３４０は、Ｙ軸駆動機構３４７によって反射ミラー３４３と同期してＹ軸方向に移動するのみにならず、独立してＸ軸駆動機構３４９によってＸ軸方向にも移動可能となっており、基板Ｗに対して相対的に移動可能となっている。このように、この実施形態では、Ｙ軸駆動機構３４７およびＸ軸駆動機構３４９で本発明の「移動手段」が構成されており、露光光学部３４から基板Ｗへのレーザ光の照射位置を変更調整することができる。また、露光ヘッド３４０のカバー３４８の側面には２つの開口部３４８ａが設けられており、それらの開口部３４８ａを介して窒素ガスが供給されて露光ヘッドの内部空間ＳＰ3を陽圧し、露光ヘッド内への昇華物などの流入を効果的に防止している。
【００３５】
さらに、この実施形態では、露光ヘッド３４０から基板Ｗの周縁部に照射されるレーザ光の照度を求めるために、図２に示すように、紫外線レーザ３２１と反射ミラー３２２との間にビームスプリッタ３５が配置されて紫外線レーザ３２１から出射されたレーザ光の一部を照度測定用レーザ光Ｌoとして取出し、フォトセンサ３６に導光している。そして、このフォトセンサ３６が本発明の「受光器」として分割レーザ光Ｌoの光束を測定し、その測定結果を、図３に示す電気的構成を有する制御ユニット５の制御部５１に与えている。
【００３６】
図３は、図１の基板露光装置の電気的構成を示す図である。この制御ユニット５は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを備えた制御部５１を備えている。この制御部５１には、上記したようにフォトセンサ３６が電気的に接続されており、フォトセンサ３６からの信号、つまりフォトセンサ３６による測定結果に関する信号が制御部５１に与えられ、これを受けた制御部５１がその測定結果に基づき基板Ｗの周縁部に照射される各レーザ光の照度を求める。このように、この実施形態では、制御部５１が本発明の「照度算出手段」として機能している。
【００３７】
また、制御部５１には、マルチチャンネルＡＯＭ３３が電気的に接続されており、制御部５１からの指令に応じて各チャンネルを個別に制御して後述するようにビームスプリッタ３２５によって分割された複数本のレーザ光のうち１または複数本のレーザ光を基板Ｗの周縁部に照射し、処理内容に応じて露光幅および／または露光位置を調整する。このように、この実施形態では、制御部５１およびマルチチャンネルＡＯＭ３３が本発明の「露光幅調整手段」として機能している。
【００３８】
また、制御部５１には、上記フォトセンサ３６およびマルチチャンネルＡＯＭ３３以外にも、
・紫外線レーザ３２１を駆動するレーザ駆動回路５２、
・Ｘ軸駆動機構３４９の駆動源たるＸ軸用モータ３４９ａを駆動するＸ軸用モータ駆動回路５３、
・Ｙ軸駆動機構３４７の駆動源たるＹ軸用モータ３４７ａを駆動するＹ軸用モータ駆動回路５４、
・θ軸用モータ２２を駆動するθ軸用モータ駆動回路５５、
・ホストコンピュータなどの外部装置と通信するための通信インターフェース５６、
・空間ＳＰ1，ＳＰ3への窒素ガスの供給を制御する電磁弁６１，６２、
と電気的に制御されており、予め制御部５１のＲＯＭに組み込まれたプログラムにしたがって装置各部を制御部５１が制御することで次に説明する動作を実現している。
【００３９】
次に、上記のように構成された基板露光装置の動作および効果について説明する。この基板露光装置では適当なタイミングで制御部５１がレーザ駆動回路５２に点灯指令を出力し、これを受けてレーザ駆動回路５２によって紫外線レーザ３２１がＯＮ状態に駆動されると、紫外線レーザ３２１からレーザ光が出射され、その一部がビームスプリッタ３５によって照度測定用レーザ光Ｌoとして取出されてフォトセンサ３６に入射されるとともに、残りのレーザ光Ｌがビームスプリッタ３２５によって複数本、例えば５本に分割される。
【００４０】
また、制御部５１は、基板Ｗに対する露光処理内容に応じてマルチチャンネルＡＯＭ３３に制御指令を与えて上記のようにして形成された５本のレーザ光Ｌ1〜Ｌ5のうちいずれのレーザ光を基板Ｗの周縁部に照射するのかを制御する。ここで、図４を参照しつつ具体例を示して詳述する。
【００４１】
図４は、図１の基板露光装置の動作を説明するための模式図である。同図中の「１ｃｈ」〜「５ｃｈ」はそれぞれマルチチャンネルＡＯＭ３３の各チャンネルを示しており、各チャンネルとも、「ＯＮ」状態で基板Ｗへのレーザ光の照射を許可し、「ＯＦＦ」状態で基板Ｗへのレーザ光の照射を禁止している。したがって、露光幅Ｅ5で露光処理するために全てのチャンネルを「ＯＮ」状態にすると、全てのレーザ光Ｌ1〜Ｌ5が基板Ｗ側に導光され、同図（ａ）に示すように基板Ｗの周縁部では幅方向において一列に並んで５本のレーザ光が照射される。なお、同図中の斜線領域はレーザ光が照射されて露光された露光領域を示しており、また同図（ｂ）および（ｃ）中の破線領域はレーザ光が照射されずに未露光状態となっている領域を示している。
【００４２】
こうして、露光幅Ｅ5で基板Ｗの周縁部に５本のレーザ光を照射した状態のままθ軸回りに基板Ｗを回動させることで基板Ｗの全周縁部がレーザ光で露光されて露光幅Ｅ5のエッジ露光処理が完了する。
【００４３】
また、露光幅Ｅ3で露光処理する場合には、同図（ｂ）に示すように、制御部５１から与えられる制御指令に応じて連続する３つのチャンネルを「ＯＮ」状態にする一方、残りの２つのチャンネルを「ＯＦＦ」状態とすればよい。こうすることで全レーザ光Ｌ1〜Ｌ5の一部（３本）が選択的に基板Ｗ側に導光されて露光幅は露光幅Ｅ5に比べてレーザ光２本分だけ短い露光幅Ｅ3となる。
【００４４】
さらに、露光幅Ｅ4で露光処理する場合には、同図（ｃ）に示すように、制御部５１から与えられる制御指令に応じて連続する４つのチャンネルを「ＯＮ」状態にする一方、残りの１つのチャンネルを「ＯＦＦ」状態とすればよい。こうすることで全レーザ光Ｌ1〜Ｌ5の一部（４本）が選択的に基板Ｗ側に導光されて露光幅は露光幅Ｅ5に比べてレーザ光１本分だけ短く、しかも露光幅Ｅ3よりもレーザ光１本分だけ長い露光幅Ｅ4となる。
【００４５】
以上のように、この実施形態によれば、マルチチャンネルＡＯＭ３３における各チャンネルを制御し、５本のレーザ光の各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、基板Ｗの周縁部における露光幅を調整することができる。また、単に露光幅を調整することができるのみならず、基板Ｗの周縁部における露光位置を調整することが可能となっている。すなわち、図４に示すように、５本のレーザ光の各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、露光領域を幅方向に変位させることができる。
【００４６】
また、この実施形態によれば、光源としてレーザ光源を用い、レーザ光を基板Ｗの周縁部を導光して該周縁部を露光しているため、従来より水銀キセノンランプやフラッシュランプなどを光源として露光処理を行っていた従来装置に比べて、光源の交換頻度を少なくすることができ、メンテナンス性の向上、かつ低ランニングコスト化を図ることができる。
【００４７】
また、レーザ光を反射ミラーおよびレンズによって基板Ｗの周縁部に導光するように構成しているため、光ファイバによって導光する従来技術に比べて装置コストを低減することができる。
【００４８】
さらに、上記したようにレーザ光の各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することによって露光位置の変更に対応することができ、露光幅および／または露光位置をレーザ光のビーム径程度の分解能で制御することができ、高精度な露光処理を行うことができる。しかも、この実施形態では、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦ制御による露光位置の調整に加えてＸ軸駆動機構３４９およびＹ軸駆動機構３４７による露光位置の調整が可能となっているため、次のような作用効果も得られる。
【００４９】
すなわち、基板サイズが変化したり、基板Ｗのオリエンテーションフラット部分では、露光位置を大きく変更する必要があり、単にレーザ光の各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御しただけでは露光位置の変更に対応することが困難となることも考えられる。しかしながら、この実施形態ではＸ軸駆動機構３４９およびＹ軸駆動機構３４７を設けているため、Ｘ軸駆動機構３４９およびＹ軸駆動機構３４７によって露光ヘッド３４０などを基板Ｗに対して移動位置決めすることによって上記露光位置の変更に対しても柔軟に対応することができる。
【００５０】
もちろん、露光ヘッド３４０のみを水平面（Ｘ−Ｙ平面）内で移動位置決めする代わりに、基板Ｗを移動させたり、基板Ｗとともに露光ヘッド３４０を移動させることによって露光ヘッド３４０と基板Ｗとを相対的に移動位置決めするように構成してもよい。また、レーザ光の各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することによって露光位置の変更に対応することができる場合には、露光ヘッド３４０と基板Ｗとを水平面内で相対的に移動させる機構（上記実施形態では、Ｘ軸駆動機構３４９およびＹ軸駆動機構３４７が相当する）は不要となり、装置構成を簡素化することができる。
【００５１】
ところで、上記においては基板Ｗの周縁部に１〜５本のレーザ光を照射しているが、フォトセンサ３６からの信号に基づき制御部５１は各レーザ光の照度を求めている。すなわち、この実施形態では、レーザ光源たる紫外線レーザ３２１から出射されたレーザ光の一部を照度測定量レーザ光として取出し、その照度測定用レーザ光Ｌoの光束をフォトセンサ（受光器）３６で測定している。そして、その測定結果に基づき制御部５１が基板Ｗの周縁部に照射される各レーザ光の照度を求めている。なお、この実施形態では、紫外線レーザ３２１の経時変化などに伴って照度変動が発生した場合には、適宜レーザ駆動回路５２を制御して照度調整を行う。
【００５２】
このように、従来装置のように照度測定のための受光器を露光ユニットの移動範囲内に設ける必要がなくなり、露光ユニット内に組み込むことができ、装置の小型化を図る上で有利となる。また、各レーザ光を基板Ｗの周縁部に照射しながら、同時に各レーザ光の照度を求めることができるため、照度測定のために露光処理の中断を余儀なくされていた従来装置に比べてスループットを大幅に向上させることができる。
【００５３】
図５は、この発明にかかる基板露光装置の第２実施形態を示す電気的構成図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、レーザ光源部３２に関する構成と、マルチチャンネルＡＯＭ３３を設けていない点であり、その他の構成については第１実施形態と全く同一である。そこで、以下においては図５を参照しつつ相違点を中心に構成および動作などについて説明する。
【００５４】
先の第１実施形態のレーザ光源部３２では紫外線レーザ３２１から出射したレーザ光を５本に分割することによって５本のレーザ光Ｌ1〜Ｌ5を発生させていたのに対し、この第２実施形態のレーザ光源部３２では予め５本の半導体レーザ３２６を設け、各半導体レーザ３２６から出射したレーザ光を直接、露光光学部３４に入射するように構成している。この第２実施形態では、制御部５１からの点灯指令にしたがってレーザ駆動回路５２が５つの半導体レーザ３２６をそれぞれ個別にＯＮ／ＯＦＦ制御して露光位置や露光幅に応じて１〜５本のレーザ光が出射される。例えば図４（ａ）に示すように露光幅Ｅ5で露光処理する場合、全ての半導体レーザ３２６を点灯させてレーザ光源部３２から５本のレーザ光を出射させ、露光光学部３４を介して基板Ｗの周縁部に照射する。また、露光幅Ｅ3で露光処理する場合には、連続する３つの半導体レーザ３２６を点灯させる一方、残りの２つの半導体レーザ３２６を消灯させる。
【００５５】
このように、この実施形態では、半導体レーザ（レーザ光源）３２６を５個設けることで本発明の「レーザ光源手段」が構成されるとともに、制御部５１が本発明の「露光幅調整手段」として機能しており、制御部５１からの指令にしたがって５本のレーザ光の各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御して基板Ｗの周縁部における露光位置および／または露光幅を調整することができるため、単にレーザ光をＯＮ／ＯＦＦ制御するのみで露光位置や露光幅の露光条件を容易に、しかも迅速に変更することが可能となる。
【００５６】
図６は、この発明にかかる基板露光装置の第３実施形態を示す図である。この第３実施形態では、露光ユニット３に変倍ビームエキスパンダ３９１を設け、露光幅Ｅに応じて変倍ビームエキスパンダ３９１の倍率を変更することによって基板Ｗの周縁部に照射されるレーザ光のビーム径を変更し、これによって露光幅Ｅを変更させている。なお、その他の露光ユニット以外の基本的構成については、第１および第２実施形態と同一であるため、説明を省略し、以下、図６を参照しつつ第３実施形態における露光ユニットの構成および動作について詳述する。
【００５７】
この基板露光装置の露光ユニット３では、図６に示すように、レーザ光源３８から出射したレーザ光が変倍ビームエキスパンダ３９１および反射ミラー３９２からなる露光光学部３９を介して基板Ｗの周縁部に照射されるように構成されている。この変倍ビームエキスパンダ３９１は、変倍望遠系として従来より良く知られているものであり、正のパワーを有する第１レンズ群３９１ａと、負のパワーを有する第２レンズ群３９１ｂと、正のパワーを有する第３レンズ群３９１ｃとがこの順序でレーザ光源側（同図の左手側）より光軸上に配置されている。
【００５８】
また、この変倍ビームエキスパンダでは、これら３つのレンズ群３９１ａ〜３９１ｃのうち少なくとも２つのレンズ群が光軸上を移動自在となっており、これらの移動レンズ群を適当に移動させて第１および第２レンズ群３９１ａ，３９１ｂの合成焦点位置Ｐabに第３レンズ群３９１ｃの前側焦点位置ＦＰcが一致して、ビームエキスパンダ全体で望遠系が構成されている。また、この変倍ビームエキスパンダは、その状態（位置Ｐab，ＦＰcが一致している状態）を維持しながら、第１および第２レンズ群３９１ａ，３９１ｂの間隔を変化させて両レンズ群３９１ａ，３９１ｂの合成焦点距離を変化させることで、変換倍率を変化させることができるようになっている。
【００５９】
そこで、この実施形態では、移動レンズ群を移動させるためのレンズ駆動部５７が設けられており、制御部５１からの移動指令にしたがって移動レンズ群を移動させて倍率を変更する。このため、レーザ光源３８からの出射されたレーザ光Ｌのビーム径が変倍ビームエキスパンダ３９１の倍率で拡大・縮小された状態で基板Ｗに照射されて露光幅Ｅを変更設定することができるようになっている。
【００６０】
なお、このようにビーム径を変更した場合、単位面積当たりの照度が変化してしまうため、レーザ光Ｌのビーム径に応じて露光光学部３９と基板Ｗとの相対移動速度を調整するのが望ましい。つまり、ビーム径を大きく露光幅を比較的広く設定した際には、単位面積当たりの照度が小さくなるため、θ軸（図１参照）回りの回動速度を遅くする一方、ビーム径を小さくして露光幅を比較的狭く設定した際には、単位面積当たりの照度が大きくなるため、θ軸回りの回動速度を早めるのがことによって、露光幅のサイズにかかわらず露光量をほぼ一定に保つことができ、好適である。
【００６１】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、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、上記第１および第２実施形態では、レーザ光源部３２から最大５本のレーザ光を出射させているが、レーザ光の本数はこれに限定されるものではなく、複数本のレーザ光をレーザ光源部３２から出射するように構成してもよい。すなわち、最大ｍ本（ｍは２以上の整数）のレーザ光で基板Ｗの周縁部を露光するために、第１実施形態ではビームスプリッタ３２５による分割本数をｍ本に設定すればよく、第２実施形態ではｍ個の半導体レーザを設けるようにすればよい。
【００６２】
また、上記第１および第2実施形態では、図４に示すように各レーザ光の露光領域（斜線領域）が露光幅の幅方向に一列に配列するようにレーザ光が照射されるが、各レーザ光の露光領域の配列形状はこれに限定されるものではなく、露光幅の幅方向において相互に相違する限り任意の配列形状、例えば千鳥状、２列状などに露光領域を配列してもよい。
【００６３】
また、上記第１ないし第３実施形態で使用したレーザ光源については、種々のレーザ光源を用いることができるが、特にチューナブルレーザを用いるのが望ましい。というのも、基板Ｗ上に塗布される感光剤は特定波長のレーザ光に対して感度を有しており、感光剤の種類が変更されることによってレーザ光の波長を変更しなければならない場合があるが、チューナブルレーザを用いることでこのような要望に柔軟に対応することができるからである。すなわち、レーザ光源がチューナブルレーザで構成されていると、本発明の「波長設定手段」として機能する制御部５１からの波長指令に応じてチューナブルレーザから出射されるレーザ光の波長を容易に変更設定することができ、感光剤の変更に対して柔軟に対応することができる。
【００６４】
さらに、上記第１ないし第３実施形態はいずれも基板Ｗの周縁部を露光する基板露光装置であるが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、(1)第１および第２実施形態、ならびにそれらの変形態様に基づき説明したように複数本の光線を露光幅の幅方向において相互に相違するように基板に照射して露光する装置において露光幅および／または露光位置に応じて複数の光線の全部または一部を選択し、その選択した光線のみを基板に導光して露光するという技術思想、ならびに(2)第３実施形態およびその変形態様に基づき説明したように、露光幅に応じて変倍ビームエキスパンダの倍率を変更することによって基板の周縁部に照射されるレーザ光のビーム径を変更し、これによって露光幅を変更させるという技術思想については、いずれも露光幅の調整を必要とする基板露光装置全般にそのまま適用することができる。なお、上記した技術思想(1)および(2)については、光源としてレーザ光源に限定されるものではなく、露光処理に適した光源を用いてもよいことはいうまでもないが、基板の周縁部を露光処理する基板露光装置の場合と同様に、レーザ光源を用いるのが好ましい。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１ないし７の発明によれば、少なくとも２本以上のレーザ光を基板の周縁部を導光して該周縁部を露光している。ここで、基板の周縁部における各レーザ光の照射位置が露光幅の幅方向において相互に相違するように、しかも各レーザ光の照射によって露光される露光領域が重なることなく露光幅の幅方向に沿って連続して配列されることから、レーザ光のビーム径程度の分解能で露光幅および／または露光幅の幅方向における露光位置を制御することができ、高精度な露光処理を行うことができる。さらに、複数のレーザ光の各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、基板周縁部における露光位置や露光幅の露光条件を容易に、しかも迅速に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる基板露光装置の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の露光ユニットの機械・光学的構成を示す斜視図である。
【図３】図１の基板露光装置の電気的構成を示す図である。
【図４】図１の基板露光装置の動作を説明するための模式図である。
【図５】この発明にかかる基板露光装置の第２実施形態を示す電気的構成図である。
【図６】この発明にかかる基板露光装置の第３実施形態を示す図である。
【符号の説明】
３…露光ユニット
５…制御ユニット
３２…レーザ光源部（光源ユニット）
３３…マルチチャンネルＡＯＭ（露光幅調整手段、選択手段）
３４，３９…露光光学部（露光光学手段）
３５…（第２）ビームスプリッタ
３６…フォトセンサ（受光器）
３８…レーザ光源
５１…制御部（露光幅調整手段、速度調整手段、照度算出手段、波長設定手段、選択手段）
５７…レンズ駆動部
３２１…紫外線レーザ
３２２，３２３，３４３，３４５，３９２…反射ミラー
３４１，３４２，３４４…レンズ
３２５…（第１）ビームスプリッタ
３２６…半導体レーザ（レーザ光源）
３４７…Ｙ軸駆動機構（移動手段）
３４９…Ｘ軸駆動機構（移動手段）
３９１…変倍ビームエキスパンダ
Ｌ，Ｌ1，Ｌm…レーザ光
Ｌo…照度測定用レーザ光
Ｗ…基板

Claims (7)

1. 感光剤が塗布された基板の周縁部を所定の露光幅で露光する基板露光装置において、
   少なくとも２本以上のレーザ光を出射するレーザ光源手段と、
   前記基板の周縁部における前記各レーザ光の照射位置が前記露光幅の幅方向において相互に相違するように、しかも前記各レーザ光の照射によって露光される露光領域が重なることなく前記露光幅の幅方向に沿って連続して配列するように、前記各レーザ光を前記基板の周縁部に導光する露光光学手段と、
   前記複数本のレーザ光の各々を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御して前記基板の周縁部における露光位置および／または前記露光幅を調整する露光幅調整手段と
   を備えたことを特徴とする基板露光装置。
2. 前記レーザ光源手段は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光を複数本のレーザ光に分割する第１ビームスプリッタとを備えた請求項１記載の基板露光装置。
3. 前記レーザ光源手段は、レーザ光を出射するレーザ光源を複数個備えている請求項１記載の基板露光装置。
4. 前記露光光学手段と前記基板とを相対的に移動させる移動手段をさらに備える請求項１ないし３のいずれかに記載の基板露光装置。
5. 前記レーザ光源から出射されたレーザ光の一部を取出す第２ビームスプリッタと、
   前記第２ビームスプリッタによって取出された照度測定用レーザ光の光束を測定する受光器と、
   前記受光器で測定された測定結果に基づき前記基板の周縁部に照射される各レーザ光の照度を求める照度算出手段とをさらに備える請求項２記載の基板露光装置。
6. 前記レーザ光源はチューナブルレーザであり、しかも、前記感光剤に応じて前記レーザ光源を制御して前記レーザ光源から出射されるレーザ光の波長を変更設定する波長設定手段をさらに備える請求項２または３記載の基板露光装置。
7. 前記露光光学手段は少なくとも１枚以上の反射ミラーを備えており、前記反射ミラーによって前記レーザ光を反射して前記基板の周縁部に導光する請求項１ないし６のいずれかに記載の基板露光装置。

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