JP3878328B2

JP3878328B2 - Substrate exposure apparatus and substrate edge exposure method using the same

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Publication number: JP3878328B2
Application number: JP14312098A
Authority: JP
Inventors: 健次遠藤; 修治柴田; 誠上原
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2018-05-25
Also published as: JPH11186160A

Description

【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）
３０Ｙ軸駆動部（移動手段、相対移動手段）
４０Ｘ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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate exposure apparatus for exposing a semiconductor wafer, a glass substrate for photomask, a glass substrate for liquid crystal display, a substrate for optical disk (hereinafter referred to as “substrate”), and a substrate edge exposure method using the same. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a substrate exposure apparatus, for example, an edge exposure apparatus, light from an ultrahigh pressure mercury lamp 902 is collected by an elliptical mirror 903 in a lamp house 901 shown in FIG. 18 which is a structural diagram of the main part of the optical system. When the shutter 906 that opens and closes is opened after passing through the interference filter 904 and the ND filter 905 whose density can be changed according to the resist sensitivity, the shutter 906 passes through the shutter 906 to reach the outside of the lamp house 901, and a plurality of optical fibers 907a The light enters the bundled optical fiber bundle 907. The optical fiber bundle 907 is connected to an exposure head provided with an imaging lens system (not shown), and a rectangular slit (not shown) is provided near the exit end of the optical fiber bundle 907 in the exposure head. The light that has passed through the slit is guided into the exposure head, reaches the exposure surface of the substrate by the imaging lens, and forms a slit-shaped image there. Further, the exposure head is provided with two orthogonal axis drive mechanisms consisting of an X axis and a Y axis in a horizontal plane.
[0003]
The exposure head is moved relative to the substrate by driving by the driving mechanism, while the shutter 906 is opened while passing through the exposure target area, and is emitted from an ultrahigh pressure mercury lamp that is always lit by the ND filter 905. After the light is adjusted to have a predetermined intensity, a slit-shaped image is exposed on the exposure surface of the substrate.
[0004]
In this apparatus, the entire edge region, which is a region extending from the outside of the region where the chip pattern is formed on the exposure surface of the substrate to the edge portion, is exposed by repeatedly performing such exposure processing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the ultra-high pressure mercury lamp cannot be turned on instantaneously, since it is always turned on during the exposure process as described above, light emission while the shutter 906 is closed is wasted and power consumption is increased. The life of the ultra-high pressure mercury lamp 902 has been shortened by always lighting.
[0006]
Further, the optical fiber bundle 907 has a loss of light due to the clad of each optical fiber 907a and a gap between each optical fiber 907a, and sufficient intensity cannot be obtained. Therefore, the exposure time becomes long and the throughput is lowered.
[0007]
The present invention is intended to overcome the above-mentioned problems in the prior art, consumes less power, has a long light source lifetime, and further improves the throughput, and substrate edge exposure using the same. It aims to provide a method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an apparatus according to claim 1 of the present invention is an apparatus for exposing a substrate, and a light source that irradiates the substrate with pulsed light and an outer surface that is optically polished and irradiated from the light source. A light guide rod made of quartz for guiding pulsed light to the substrate, and a relative moving means for relatively moving the substrate and the light source so that the light from the light guide rod is irradiated to the non-formation portion of the pattern on the substrate surface; With The relative movement means includes rotation holding means for holding and rotating the substantially circular substrate, and the edge region of the substrate rotated by the rotation holding means is exposed over the circumferential direction of the substrate by the light source. .
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the substrate exposure apparatus according to the first aspect, wherein the light source for irradiating the substrate with pulsed light is a xenon flash lamp.
[0011]
Further, the claims of the present invention 3 The apparatus of claim 1 Or claim 2 In the substrate exposure apparatus according to the above, when the exposure process is performed on a single substrate, the light source is pulsed and driven, and when the exposure process on the single substrate is completed, the pulsed drive of the light source is stopped. A lighting drive control means is provided.
[0012]
The device according to claim 4 of the present invention is An apparatus for exposing a substrate, comprising: (a) a light source capable of pulsed light emission, and a quartz light guide rod whose outer surface is optically polished to guide pulsed light from the light source, An optical unit that emits pulsed light after passing through the rod as irradiation light of the substrate; and (b) a moving unit that relatively moves the optical unit and the substrate to position the irradiation light with respect to the exposure target region of the substrate. And (c) intermittent exposure in which the relative movement and the pulse light emission control of the light source are synchronously performed, and the synchronous control unit intermittently exposes the exposure target area for each predetermined unit area. The intermittent exposure control means relatively steps the optical unit and the substrate at a pitch corresponding to the size of the unit area, and the optical unit and the substrate are temporarily stopped during the step movement. While repeatedly A means for generating a scan light, exposure area is characterized in that an end edge region of the substrate .
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a substrate exposure apparatus for exposing a substrate, wherein: (a) a light source capable of emitting pulses and an outer surface is optically polished to guide pulsed light from the light sources. An optical unit that emits pulsed light after passing through the light guide rod as irradiation light of the substrate, and (b) relatively moving the optical unit and the substrate. A moving means for positioning the irradiation light with respect to the exposure target area of the substrate; and (c) a synchronous control means for synchronizing the relative movement with the pulse light emission control means of the light source. The synchronous control means includes intermittent exposure control means for intermittently exposing the exposure target area for each predetermined unit area, wherein the intermittent exposure control means is at least a plurality of times the size of the unit area. The optical unit and the substrate are relatively continuously moved over a distance, and each time the optical unit and the substrate are moved by a distance corresponding to the size of the unit region in the continuous movement, a single pulse light is emitted from the light source. The exposure target area is an edge area of the substrate. .
[0014]
Further, in claim 6 of the present invention Method Is (A) a pulsed light after having passed through the light guide rod having a light source capable of pulsed light emission and a quartz light guide rod whose outer surface is optically polished to guide the pulsed light from the light source (B) moving means for positioning the irradiation light with respect to the exposure target region of the substrate by relatively moving the optical unit and the substrate; c) A substrate edge exposure method that exposes an edge region of a substrate using a substrate exposure apparatus that includes a synchronous control unit that synchronizes the relative movement and the pulse light emission control of the light source. (A) a step of relatively moving the optical unit and the substrate; and (B) a unit region in the edge region every time the optical unit and the substrate are relatively moved by a predetermined distance. Exposing by the optical unit, and the predetermined unit Release is characterized by a distance corresponding to the size of the unit area .
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<1. First Embodiment>
<< 1-1. Mechanical structure >>
FIG. 1 is a perspective view of an edge exposure apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, a three-dimensional coordinate system XYZ is defined in which the horizontal plane is the XY plane and the vertical direction is the Z-axis direction. Hereinafter, the mechanical configuration of the edge exposure apparatus will be described with reference to FIG.
[0021]
This edge exposure apparatus is suitable for exposing the edge portion of a substrate on which a photosensitive resin film, particularly a chemically amplified resist film, is formed. Unit 20, Y-axis drive unit 30, X-axis drive unit 40, exposure unit 50, X-axis sensor 60, Y-axis sensor 70, edge sensor 80, and control unit 90.
[0022]
The substrate rotating unit 20 sucks and holds the substrate W by the suction chuck 210, and rotates the substrate W about a desired angle with the substrate W motor 220 as a rotation axis in a direction perpendicular to the substrate W.
[0023]
The Y-axis drive unit 30 is slidably attached to a Y-axis motor 310 fixed to the base 10, a Y-axis ball screw 320 connected to the rotation axis, a Y-axis linear guide 330, and a Y-axis motor. This is a translation drive mechanism in the Y-axis direction, which includes a Y-axis base 340 that is translated by an axial ball screw 320.
[0024]
The X-axis drive unit 40 is hooked on an X-axis linear guide 410 and an X-axis motor 420 provided on the Y-axis base 340 of the Y-axis drive unit 30 in the X-axis direction, and the rotation axis of the X-axis motor 420. This is a drive mechanism in the X-axis direction that includes a timing belt 430 provided in the X-axis direction.
[0025]
The exposure unit 50 is provided on the exposure base 510 slidably attached to the X-axis linear guide 410 of the X-axis drive unit 40, a driving force transmission member 520 that transmits the driving force of the timing belt 430 to the exposure base 510, and the exposure base 510. The exposure head 530 is provided, and the edge of the substrate W is exposed by irradiating light onto the substrate W. The structure of the exposure head 530 will be described in detail later.
[0026]
The X-axis sensor 60 is a photosensor provided with a light emitting element and a light receiving element facing each other so that a projection (not shown) provided at the lower end of the exposure base 510 of the exposure unit 50 can pass therethrough. Detect the location in the direction.
[0027]
The Y-axis sensor 70 is a photosensor similar to the X-axis sensor 60 that detects a projection (not shown) similar to the projection provided on the lower surface of the Y-axis base 340, and detects the location of the Y-axis base 340 in the Y-axis direction. To do.
[0028]
The edge sensor 80 is also a photosensor similar to the X-axis sensor 60 and the Y-axis sensor 70, and the light emitting element and the light receiving element are arranged so as to sandwich the substrate W held on the suction chuck 210 of the substrate rotating unit 20 from above and below. It detects the orientation flat or notch of the substrate W and detects the amount of eccentricity of the substrate W with respect to the vertical rotation axis of the substrate rotation unit 20.
[0029]
Each unit described above is connected to a control unit 90 including a CPU and a memory, and the edge exposure of the substrate W is performed by controlling the operation timing of each drive unit and the exposure unit 50 among them.
[0030]
Next, the exposure unit 50, which is the main part of the present invention, will be described in more detail with reference to FIG.
[0031]
The exposure head 530 includes a xenon flash lamp 541, a quartz rod 542, a dichroic mirror 543, and an imaging lens 531.
[0032]
The xenon flash lamp 541 is a flash lamp that encloses a xenon gas in a small bulb 541a and includes an elliptical mirror 541b, an electrode 541c, and a trigger probe (not shown). As shown in FIG. 3, which is a graph of the relative radiation intensity distribution at each wavelength, the xenon flash lamp 541 is spread over a wide wavelength range from the ultraviolet region to the infrared region with the supply of power from a power source (not shown). In particular, it is possible to perform pulsed emission, and in particular, the chemically amplified resist has good sensitivity and light emission efficiency of 200 nm to 300 nm, and is suitable for use as a light source for ultraviolet exposure. . The xenon flash lamp 541 is electrically connected to the control unit 90, and the control unit 90 can control the light emission period, its start timing, and the light emission pulse cycle, as will be described later.
[0033]
The quartz rod 542 is a quartz light guide rod having a quadrangular prism shape with a square cross section as shown in FIG. 4 which is a perspective view thereof, and all six outer surfaces thereof are optically polished. . As a result, the light emitted from the xenon flash lamp 541 is collected by the elliptical mirror 541b and incident on the incident surface 542a which is one end surface of the quartz rod 542, and total reflection is repeated by the respective side surfaces in the inside. As a result, the light incident from the incident surface 542a is mixed inside the quartz rod 542 and is emitted again as a secondary light source with a uniform illuminance distribution on the exit surface 542b which is the other end surface. Further, since the outer surface of the quartz rod 542 is optically polished, loss due to scattering upon reflection on those surfaces hardly occurs.
[0034]
The dichroic mirror 543 has a property of reflecting only light in a substantially ultraviolet wavelength region, that is, a region having a wavelength of about 200 nm to 300 nm, and transmitting light of other wavelengths, and thereby, light having a wavelength unnecessary for ultraviolet light exposure. Passes through the dichroic mirror and does not reach the exposure surface of the substrate. Therefore, expansion of the substrate W due to heat and unevenness of the resist reaction can be prevented.
[0035]
The imaging lens 531 includes two groups of lenses 531a and 531b inside the lens barrel, and is configured to be telecentric on both sides thereof (telecentric on the object side and telecentric on the image side). Therefore, by being telecentric on the object side, the imaging lens system 531 can be used without wasteful emission of the chief ray axially symmetrically with respect to the normal line of the emission surface 542b from any position of the emission surface 542b of the quartz rod 542. Can be imported.
[0036]
Even if the exposure surface of the substrate W moves up and down (defocused) with respect to the imaging lens system 531, the principal ray is incident perpendicularly to the exposure surface of the substrate W, so that the change in the size of the obtained image is suppressed. High exposure accuracy can be obtained.
[0037]
<< 1-2. Treatment and effects >>
The edge exposure apparatus having the above-described mechanical configuration performs edge exposure processing of the substrate W according to the following procedure.
[0038]
FIG. 5 is a diagram showing edge exposure processing. Hereinafter, the edge exposure processing by this apparatus will be described with reference to this drawing.
[0039]
As shown in FIG. 5, in this edge exposure apparatus, the chip pattern exposure area CA (hatching in the substrate W in FIG. 5) is performed by 1/4 of the outer peripheral portion of the substrate W, that is, two orthogonal diameters of the substrate W. An edge exposure area EA (a portion in FIG. 5 where the hatching is not applied) in FIG. 5 is divided into four equal parts and exposed. The chip pattern exposure area CA has a rotationally symmetric shape with the center of the substantially circular substrate W as the four-fold axis because the outer shape of each chip pattern is a square.
[0040]
Information such as the width and the length of each side of the portion adjacent to the chip pattern exposure area CA is stored in advance in the control unit 90 as information on the shape of the edge exposure area EA of the substrate W. Based on this, the control unit 90 controls the operations of the X-axis drive unit 40, the Y-axis drive unit 30 and the substrate rotation unit 20 during the edge exposure process, thereby moving the exposure unit 50 from the start position S. The edge exposure area EA is exposed while moving to the end position E along the alternate long and short dashed lines A1 to A4. At that time, every time the exposure head 530 is positioned above each exposure section, which is a unit area indicated by each rectangle in FIG. 5, a step movement for stopping and moving the exposure unit 50 is performed. The section is exposed.
[0041]
FIG. 6 is a timing chart showing the relationship between the movement and stop operation of the exposure head 530 and the repetitive pulse emission of the xenon flash lamp 541 at that time. As shown in FIG. 6, the control unit 90 moves the exposure unit 50 with the xenon flash lamp 541 turned off, and stops the exposure unit 50 so that the exposure head 530 is positioned above each exposure section. The flash lamp 541 is repeatedly pulsed several times at a predetermined frequency to expose the exposure section. When the exposure of the exposure section is completed, the exposure unit 50 starts moving again with the xenon flash lamp 541 turned off, and is moved above the exposure section to be exposed next to the adjacent exposure section. In this way, the control unit 90 exposes each exposure section by performing synchronous control that repeats the movement and stop of the exposure unit 50 and the pulse emission and extinction of the xenon flash lamp 541.
[0042]
Returning to FIG. The exposure head 530 moved from the start position S performs exposure in the exposure section S1, and sequentially exposes each exposure section in accordance with the one-dot chain line A1 with an arrow as described above. When the exposure of the exposure section S2 is completed, the control unit 90 rotates the chuck 210 to rotate the substrate W by 90 ° clockwise as indicated by the arrow AA.
[0043]
Next, the exposure section S3 is exposed, and each exposure section is exposed while the exposure unit 50 moves so that the exposure head 530 is positioned as indicated by the alternate long and short dash line A2 with arrows in the same manner as described above. When the exposure of the exposure section S4 is completed, the control unit 90 again rotates the substrate W by 90 ° in the clockwise direction, and next exposes each exposure section from the exposure section S5 to the exposure section S6. W is rotated 90 ° clockwise to expose each exposure section from the exposure section S7 to the exposure section S8. Finally, the end position E is reached, and the edge exposure process ends.
[0044]
As described above, according to the first embodiment, since the xenon flash lamp 541 is used as the light source, it is possible to perform exposure by turning on only when necessary under the control of the control unit 90. Compared with an apparatus in which a light source having a slow rise in light emission is always turned on and the light is imaged on the exposure surface of the substrate only when necessary, power consumption can be suppressed. Accordingly, the lifetime of a continuously lit light source such as an ultra-high pressure mercury lamp used in the conventional apparatus was about 1000 hours, but the flash lamp can be lit about 100 million times, for example, at a frequency of 10 Hz. so When it is lit, it has a life of about 3000 hours, and the life of the light source can be extended. For this reason, the lamp replacement work is only about 1/3 in the above example, and the maintenance efficiency is improved.
[0045]
Moreover, since the exposure amount can be controlled by adjusting the number of light emission pulses and the lamp output voltage, it is not necessary to provide a mechanism for adjusting the light emission amount such as a shutter and ND filter other than the light source. Can be suppressed.
[0046]
Further, since the xenon flash lamp 541 has stable pulse emission intensity, the frequency of repeated pulse emission can be obtained without performing delicate control on the change in emission intensity after lighting like a conventional ultra-high pressure mercury lamp. Alternatively, the light emission intensity can be changed by changing the applied voltage, and the exposure amount can be easily adjusted.
[0047]
Further, according to the first embodiment, since the light from the xenon flash lamp 541 is guided by the quartz rod 542, it corresponds to the cladding of the optical fiber as compared with the case where the optical fiber bundle is used as in the conventional device. It becomes air and the critical angle of total reflection can be increased. Therefore, light from a wide angle range in the light source can be used for exposure, and there is no loss of light due to the clad of each optical fiber or the gap between them as in the conventional apparatus. Use efficiency is increased, power consumption is reduced, and throughput is improved.
[0048]
In addition, when the optical fiber bundle is used, the illuminance distribution of the outgoing light at the outgoing end is not uniform due to the clad or gap as described above, whereas in the first embodiment, the outgoing face of the quartz rod 542 Since the illuminance distribution of the emitted light at 542b is uniform, the exposure can be performed uniformly and the exposure quality can be improved.
[0049]
Further, for example, when a corner region (for example, the exposure sections S10 to S17 in FIG. 5) exists in the edge exposure region, when exposure is performed while continuously moving, the moving direction is changed in the corner region. The portion close to the corner of the corner area is exposed for a relatively short time compared to the other portions, so that exposure unevenness occurs, but with this apparatus, exposure is performed only while the step movement is stopped. Since the exposure time does not differ even in the corner area, the exposure can be performed without unevenness. Therefore, the exposure to the vicinity of the chip pattern area CA can be performed without worrying about the fogging of the chip pattern area CA. Quality can be further improved.
[0050]
Furthermore, since the xenon flash lamp 541 itself is lightweight and does not require a light amount adjustment mechanism such as a shutter or an ND filter, the exposure head 530 is lightweight, so that the entire apparatus can be lightened. Since the lamp 541, the quartz rod 542, and the dichroic mirror 543 can be housed in the exposure head 530, space saving can be realized as compared with the conventional apparatus in which the lamp house is separately provided.
[0051]
<2. Second Embodiment>
The second embodiment of the present invention will be described below. As a mechanical configuration of the edge exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention, two xenon flash lamps 545a and 545b are provided in an exposure head 530, and light emitted from them is sent to two side surfaces adjacent to a prism. Are reflected by a reflection mirror 546 having a mirror surface, and both are guided to the quartz rod 542. Thereby, light stronger than the light emitted by one xenon flash lamp can be supplied to the exposure surface of the substrate W through the quartz rod 542 and the like.
[0052]
Other mechanical structures are the same as those of the edge exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0053]
Further, the light emission intensity of pulsed light emission is higher than that of the first embodiment due to such a mechanical configuration, and therefore the exposure unit 50 does not stop for each exposure section position as shown in FIG. Edge exposure is performed by performing single pulse light emission, that is, light emission for one pulse, at the moment when the exposure head 530 passes above each exposure section while continuously moving. When exposure is performed without stopping in this way, the problem is that “blurring” may occur in the exposure result, but it is necessary for single light emission in the second embodiment. The time is about 80 μsec. In such a case, for example, even if the moving speed of the exposure head is 200 mm / s, the exposure deviation is only about 16 μm, which is sufficiently acceptable.
[0054]
Further, the frequency of the pulse emission is obtained from the interval (length of one side) of the exposure section and the moving speed of the exposure unit 50. For example, when the interval of the exposure section is 20 mm and the moving speed of the exposure unit 50 is 200 mm / s, The frequency of pulsed light emission may be 10 Hz. Since the xenon flash lamps 545a and 545b in the second embodiment can repeatedly emit pulses up to a frequency of 100 Hz, when the exposure unit 50 has the above moving speed, the exposure section The distance between the two can be 2 mm in the shortest case.
[0055]
As described above, according to the second embodiment, since the above-described mechanical configuration is provided and the exposure processing as described above is performed, the “corner” in the first embodiment is used. In addition to the effects other than the effect of suppressing exposure unevenness in the region and further improving the exposure quality, since the emission intensity is large, the time required for exposure in each exposure section can be shortened. During the edge exposure, the stop time of the movement of the exposure unit 50 can be reduced, so that the throughput of the edge exposure process is remarkably improved. In some cases, the exposure unit 50 can perform exposure by emitting several pulses at the moment when the exposure head 530 passes above each exposure section while continuously moving without stopping for each exposure section position.
[0056]
Also in the first embodiment, when a high-power lamp is used, exposure with a single pulse or several pulses can be performed while continuously moving, as in the second embodiment.
[0057]
<3. Third Embodiment>
The third embodiment of the present invention will be described below. The mechanical structure of the substrate exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention is exactly the same as that of the first embodiment shown in FIGS.
[0058]
However, in the third embodiment, the edge exposure processing method is different from those in the first and second embodiments. That is, in the first embodiment, the exposure head 530 is moved stepwise to expose a plurality of exposure sections in the edge exposure area EA of the substrate W shown in FIG. 5, and in the second embodiment, the exposure head 530 is exposed. The edge exposure is performed by performing single pulse emission at the moment when the exposure head 530 passes above each exposure section while continuously moving the plurality of exposure sections in the edge exposure area EA. In the third embodiment, the exposure head 530 continuously moves on each exposure section in the same manner as in the second embodiment. However, the exposure head 530 has only one xenon flash lamp 541 and has one time. The amount of light emitted by pulsed light emission is not sufficient to expose one exposure section. Therefore, sufficient exposure is obtained by controlling the moving speed and the pulse emission interval so that the pulse emission is performed a plurality of times per one exposure section. Note that the exposure order of each exposure section (movement path of the exposure head 530) and the accompanying rotation of the substrate W are the same as in the first and second embodiments (see FIG. 5).
[0059]
FIG. 9 is a timing chart showing the relationship between the operation of the exposure head 530 and pulse light emission in the third embodiment. As shown in FIG. 9, pulse light emission is always repeated during the times t1 and t3 corresponding to the time during which the exposure head 530 exposes each exposure section. Further, the time t2 indicates a standby time in which the exposure head 530 is located at an upper position other than the exposure section in FIG.
[0060]
As described above, according to the third embodiment, the above-described mechanical configuration is provided, and the exposure processing as described above is performed. Therefore, the third embodiment is almost the same as the second embodiment. In addition to having an effect, the exposure head 530 is continuously moved and exposed while repeating pulsed light emission, so that it is not necessary to strictly control the timing of light emission and movement. Can do.
[0061]
<4. Fourth Embodiment>
The fourth embodiment of the present invention will be described below. The mechanical structure of the substrate exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is exactly the same as that of the first embodiment shown in FIGS.
[0062]
However, in the first to third embodiments, the entire edge exposure area EA of the substrate W is exposed as shown in FIG. 5, whereas in the fourth embodiment, the exposure processing method is used. As shown in FIG. 10, only a part of the edge exposure area EA of the circular substrate W such as a semiconductor wafer, that is, the edge circumferential area EC which is a band-like area having a constant width from the circumferential portion. The point of exposing is different. Specifically, pulse light emission is started in a state where the exposure head 530 stops at a position above the start position S (also the end position E) in the edge circumferential region EC of the substrate W, and the exposure head 530 and the substrate As shown in FIG. 11 which is a timing chart showing the relationship between the operation of W and pulsed light emission, the edge circumferential region EC is exposed by rotating the substrate W once while continuously performing pulsed light emission. However, in order to correct the eccentricity of the substrate W with respect to the suction chuck 210, the exposure head 530 is slightly moved in the radial direction of the substrate W.
[0063]
Note that the width of the edge circumferential region EC is arbitrary as long as it falls within the edge region, and the exposure head 530 in the radial direction of the substrate W depends on the holding state of the substrate W by a subsequent transfer robot or the like. What is necessary is just to adjust the position.
[0064]
As described above, according to the fourth embodiment, the above-described mechanical configuration is provided, and the exposure processing as described above is performed. Therefore, the fourth embodiment is almost the same as the third embodiment. Has an effect.
[0065]
<5. Fifth embodiment>
The fifth embodiment of the present invention will be described below. The mechanical structure of the substrate exposure apparatus according to the fifth embodiment of the present invention is exactly the same as that of the first embodiment shown in FIGS.
[0066]
However, in the first to third embodiments, the entire edge exposure area EA of the substrate W is exposed as shown in FIG. 5, whereas in the fifth embodiment, the exposure processing method is used. As shown in FIG. 12, the holding area exposure is performed to expose only the holding area HA in the edge area EA of the substrate W. Here, the holding area HA is a portion where a hand that holds the substrate W comes into contact with the transfer robot when the substrate W is transferred by the transfer robot in the exposure process by this apparatus. In the embodiment, the three holding areas HA of the substrate W are held by a hand.
[0067]
FIG. 13 is a timing chart showing the relationship between the operation of the exposure head 530 and the substrate W and pulsed light emission in the fifth embodiment. More specifically, as in the fourth embodiment, the exposure head 530 is stopped above a position that is inward from the edge of the substrate W by the common width hw of the holding area HA (however, here as well). In order to correct the eccentricity of the substrate W with respect to the chucking chuck 210, the exposure head 530 is slightly moved in the radial direction of the substrate W.) Then, when the substrate W is rotated and the exposure head 530 approaches the holding area HA. Pulse light emission is repeated several times (FIG. 13: time t2, t4), and pulse light emission is not performed while the exposure head 530 passes above the other areas (FIG. 13: time t1, t3, t5). When all the holding areas HA have been exposed, that is, when the exposure head 530 is positioned above the stop position E, the rotation of the substrate W is stopped and the pulse emission is also stopped, and the holding area exposure process ends.
[0068]
In this example, there are three holding areas HA. However, this is only an example, and the holding position of the substrate W by a hand such as a transfer robot is held so that it is in contact with the substrate W in other numbers such as two locations. In this case, all of the holding regions may be exposed, and the width hw for exposure may be adjusted in the direction perpendicular to the circumference of the exposure head 530 according to the holding state by the hand.
[0069]
As described above, according to the fifth embodiment, the above-described mechanical configuration is provided, and the exposure processing as described above is performed. Therefore, the fifth embodiment is almost the same as the second embodiment. Has an effect.
[0070]
<6. Sixth Embodiment>
The sixth embodiment of the present invention will be described below. FIG. 14 is a perspective view of a substrate exposure apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a structural view of the exposure head 530 among them. FIG. 16 is a view showing an exposure method for the scribe line SL in the sixth embodiment.
[0071]
As shown in FIG. 16, there is a gap in which no pattern is formed between chip patterns CP (hatched portions, only part of which are provided with reference numerals) which are exposed to a chip pattern exposure area CA which is later performed by an apparatus such as a stepper. , An apparatus for exposing a scribe line SL (only part of which is provided with reference numerals), which is an area to be scribed for dividing into individual dies later. This is substantially the same as the edge exposure apparatus in the first embodiment. However, in the first embodiment, only the edge area EA is exposed and the substrate W is rotated by 90 °, so that the movable range (stroke) of the X-axis drive unit 40 and the Y-axis drive unit 30 is increased. In the apparatus of the sixth embodiment, the scribe line SL that requires precise control of the exposure width is exposed, and each scribe line SL is formed on the substrate W. Since the chip pattern exposure area CA is traversed, the scribe line SL in one direction (X-axis direction or Y-axis direction in FIG. 6) is not exposed in multiple steps every 90 ° rotation of the substrate W. All the scribe lines SL in one direction are exposed while the rotation of the substrate W is stopped. Therefore, in the sixth embodiment, the movable range of the Y-axis drive unit 30 and the X-axis drive unit 40 is longer than that of the first embodiment, and the exposure head 530 is attached in the negative direction of the Y-axis. It has become a thing. Accordingly, the base 10 is also large.
[0072]
Further, as shown in FIG. 15, an aperture plate 532 having an opening having the same width as the width sw is provided at the tip of the exposure head 530 in order to substantially match the emission width (and hence the exposure width) with the width sw of the scribe line SL. Yes. Other mechanical configurations are the same as those of the apparatus according to the first embodiment.
[0073]
Next, the exposure processing of the scribe line SL in the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 16 and FIG. 17 which is a timing chart showing the relationship between the operation of the exposure head 530 and the substrate W and pulse light emission. In FIG. 16, for the sake of convenience, orthogonal coordinates XY are defined, but this is unrelated to the orthogonal coordinates XYZ in other drawings.
[0074]
In FIG. 16, the exposure head 530 first positioned above the start position S moves in the positive direction of the Y axis in FIG. 16, and when it reaches the scribe line SL1, it repeatedly starts to emit light, and on the scribe line SL. Then, repeated pulse emission is continued (FIG. 17: time t1, t3). Then, when light reaches an area other than the scribe line area, the pulse emission is stopped (FIG. 17: time t2).
[0075]
Next, in the scribe line SL2 adjacent to the scribe line SL1, exposure is similarly performed while the exposure head 530 returns to the negative direction of the Y axis. Similarly, all the scribe lines SL whose longitudinal direction is the Y-axis direction are exposed while reciprocating on the pair of adjacent scribe lines so that the exposure head 530 crosses over the substrate W, and the scribe lines are exposed. When the exposure of SL3 is completed, the substrate W is rotated by 90 ° (FIG. 17: time t2).
[0076]
Then, in FIG. 16, the exposure head 530 reciprocates in the X-axis direction from the scribe line SL4 to the scribe line SL5 and exposes them by repeatedly emitting pulses only while passing over the scribe line SL. When the exposure of all the scribe lines SL whose longitudinal direction is the X-axis direction is completed and the exposure head 530 reaches the end position E, the exposure process is completed.
[0077]
As described above, according to the sixth embodiment, the above-described mechanical configuration is provided, and the exposure processing as described above is performed. Therefore, the sixth embodiment is almost the same as the second embodiment. Has an effect.
[0078]
<7. Modification>
In the first to sixth embodiments, the present invention has been described based on the edge exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this and is applied to a substrate exposure apparatus such as a stepper that exposes a chip pattern on the substrate. May be.
[0079]
In the first to sixth embodiments, the exposure of the substrate W on which the chemically amplified resist film is formed as the photosensitive resin film is targeted. However, the apparatus may be applied to other types of photoresists.
[0080]
In the first to sixth embodiments, the light source is a flash lamp enclosing xenon gas, and the light guide means for guiding the light to the imaging lens system is a quartz rod. However, the present invention is not limited to this, and a flash lamp filled with other rare gas such as krypton gas, or a rod made of other materials such as plastic may be used.
[0081]
In the first to sixth embodiments, the imaging lens system forms an image on the entire surface of the rod exit surface with a uniform illuminance distribution on the image side telecentric or a lens system close thereto, and substantially perpendicular to the exposure surface. If it is a system to be used, it is not always necessary to be bilateral telecentric, and the exposure head may not be provided with an imaging lens system.
[0082]
In the first to fifth embodiments, the quartz rod has a square end surface. However, the present invention is not limited to this and may be a rectangle or an arbitrary shape. Further, an aperture plate may be provided near the exit end of the quartz rod, and the aperture shape (square, rectangular, arbitrary shape) may be used as the exposure section.
[0083]
Further, as a shape of the rod, a truncated pyramid having a side surface inclined with respect to the optical axis may be used. In this case, reduction or enlargement can be performed only with the rod, and there is no need to change the magnification by the imaging lens. The rod may have any shape such as a cylindrical shape or a polygonal prism shape.
[0084]
In the first to fourth embodiments, in the edge exposure process, the edge exposure area EA is divided into four equal parts, and the exposure is performed while rotating by 90 °. However, the exposure may be performed while the edge exposure portion is divided into two equal parts and rotated by 180 °. In this case, each exposure section may be rectangular. Conversely, in the sixth embodiment, in the scribe line exposure process, each scribe line SL in the X-axis direction or the Y-axis direction is exposed without rotating the substrate W. However, the scribe lines SL may be exposed in a plurality of times, for example, by rotating the substrate 90 degrees four times and exposing each scribe line SL twice.
[0085]
In the first to fourth and sixth embodiments, after exposing the exposure sections while moving the exposure head 530 after rotating the substrate W, the present invention is not limited to this. The entire edge exposure unit may be exposed only by moving the exposure head without rotating the substrate.
[0086]
In the first and second embodiments, the light emitted from the quartz rod is irradiated onto the exposure surface of the substrate W through the lens. However, the present invention is not limited to this, and the quartz rod is emitted. The surface may be close to the substrate W, and light from the emission surface may be directly irradiated onto the exposure surface of the substrate W without using a lens. Further, an optical fiber may be connected to the exit surface of the quartz rod, and the exposure surface of the substrate W may be irradiated with light through the optical fiber.
[0087]
Furthermore, in the first to sixth embodiments, only the wavelength in the ultraviolet region is extracted by the dichroic mirror. However, the present invention is not limited to this, and an ultraviolet filter is provided instead of the dichroic mirror, and the It is good also as what exposes by irradiating the exposure surface of a board | substrate after making it permeate | transmit.
[0088]
The pulsed light source employed in the first to sixth embodiments is a xenon flash lamp 541 having an elliptical mirror 541b in a small bulb 541a, but the elliptical mirror is disposed outside the bulb. It may be what was done.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, claims 1 to 3 According to the invention of Since the relative movement means includes a rotation holding means for holding and rotating the substantially circular substrate, the edge region of the substantially circular substrate is exposed in the circumferential direction. be able to.
[0090]
According to the second aspect of the present invention, since the light source is a xenon flash lamp, the amount of emitted light is large with respect to light having a wavelength of 200 nm to 300 nm, which is sensitive to the chemically amplified resist. It is possible to provide a device that is particularly remarkably efficient and consumes little power when performing exposure on a substrate.
[0092]
Claims 3 According to the invention, when the exposure process is performed on a single substrate, the light source is pulsed and driven, and when the exposure process on the single substrate is completed, the pulsed drive of the light source is stopped. Even when the substrate is continuously exposed, the light source does not take a long time to rise, so that the throughput is further improved and the light source during the rise is raised as in the case of a light source that takes a long rise time. light Since the substrate is not irradiated with an unstable amount of light, the exposure amount can be kept substantially uniform for each substrate.
[0094]
Claim 4 Or claims 6 According to the invention, the substrate is exposed in synchronization with the relative movement between the optical unit having the light source capable of pulsed light emission and the substrate W and the pulsed light emission control of the light source, so a light source is necessary. By turning on only at times, power consumption can be suppressed and the life of the light source can be extended compared to the case where a light source with a slow rise in light emission is always turned on.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an edge exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a structural diagram of an exposure head in the first embodiment.
FIG. 3 is a graph showing the relative radiation intensity of each wavelength by a quartz rod.
FIG. 4 is a perspective view of a quartz rod according to the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing an edge exposure processing procedure in the first embodiment;
6 is a timing chart showing the relationship between the operation of the exposure head and pulsed light emission in the first embodiment. FIG.
FIG. 7 is a structural diagram of an exposure head in a second embodiment.
FIG. 8 is a timing chart showing the relationship between the operation of the exposure head and pulse light emission in the second embodiment.
FIG. 9 is a timing chart showing the relationship between the operation of the exposure head and pulsed light emission in the third embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating an edge circumferential exposure processing method according to a fourth embodiment.
FIG. 11 is a timing chart showing the relationship between the operation of the exposure head and the substrate and pulsed light emission in the fourth embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating a holding area exposure processing method according to a fifth embodiment;
FIG. 13 is a timing chart showing the relationship between the operation of the exposure head and the substrate and pulsed light emission in the fifth embodiment.
FIG. 14 is a perspective view of a substrate exposure apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 15 is a structural diagram of an exposure head in a sixth embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing a processing procedure of scribe line exposure in the sixth embodiment.
FIG. 17 is a timing chart showing the relationship between the operations of the exposure head and the substrate and pulsed light emission in the sixth embodiment.
FIG. 18 is a structural diagram of a main part of an optical system in a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
20 Substrate rotating part (moving means, relative moving means)
30 Y-axis drive unit (moving means, relative moving means)
40 X-axis drive unit (moving means, relative moving means)
50 Exposure section (optical section)
90 Control unit (synchronous control means)
541, 545a, 545b Xenon flash lamp
542 Quartz rod
CA chip pattern exposure area
EA Edge exposure area (edge area)
S1 to S8, S10 to S17 Exposure section (unit area)
W substrate

Claims

An apparatus for exposing a substrate,
A light source for irradiating the substrate with pulsed light;
A light guide rod made of quartz, the outer surface of which is optically polished and guides the pulsed light emitted from the light source to the substrate;
Relative movement means for relatively moving the substrate and the light source so that the light from the light guide rod is irradiated to the non-formed portion of the pattern on the substrate surface ,
The relative movement means includes rotation holding means for holding and rotating a substantially circular substrate, and the edge region of the substrate rotated by the rotation holding means is exposed over the circumferential direction of the substrate by the light source. A substrate exposure apparatus.

The substrate exposure apparatus according to claim 1, wherein the light source for irradiating the substrate with pulsed light is a xenon flash lamp.

When the exposure process is performed on a single substrate, the light source is pulsed and driven, and when the exposure process on the single substrate is completed, a lighting drive control unit is provided to stop the pulsed light of the light source. The substrate exposure apparatus according to claim 1, wherein:

An apparatus for exposing a substrate,
  (A) a pulsed light after having passed through the light guide rod having a light source capable of pulsed light emission and a quartz light guide rod whose outer surface is optically polished to guide the pulsed light from the light source An optical part that emits as irradiation light of the substrate;
  (B) a moving unit that moves the optical unit and the substrate relatively to position the irradiation light with respect to an exposure target region of the substrate;
  (C) synchronization control means for synchronously performing the relative movement and the pulse light emission control of the light source;
  The synchronous control means includes intermittent exposure control means for intermittently exposing the exposure target area for each predetermined unit area;
  The intermittent exposure control means relatively steps the optical unit and the substrate at a pitch according to the size of the unit area, and the optical unit and the substrate are relatively temporarily stopped during the step movement. Means for repeatedly generating pulsed light from the light source during
  The substrate exposure apparatus, wherein the exposure target region is an edge region of the substrate.

An apparatus for exposing a substrate,
  (A) a pulsed light after having passed through the light guide rod having a light source capable of pulsed light emission and a quartz light guide rod whose outer surface is optically polished to guide the pulsed light from the light source An optical part that emits as irradiation light of the substrate;
  (B) a moving unit that moves the optical unit and the substrate relatively to position the irradiation light with respect to an exposure target region of the substrate;
  (C) synchronization control means for synchronously performing the relative movement and the pulse light emission control of the light source;
  The synchronous control means includes intermittent exposure control means for intermittently exposing the exposure target area for each predetermined unit area;
  The intermittent exposure control unit relatively continuously moves the optical unit and the substrate over a distance that is a multiple of the size of the unit region, and the optical unit and the substrate are moved to the unit region in the continuous movement. Is a means for generating a single pulse of light from the light source each time it moves by a distance corresponding to the size of
  The substrate exposure apparatus, wherein the exposure target region is an edge region of the substrate.

(A) a pulsed light after having passed through the light guide rod having a light source capable of pulsed light emission and a quartz light guide rod whose outer surface is optically polished to guide the pulsed light from the light source An optical part that emits as irradiation light of the substrate;
  (B) a moving unit that moves the optical unit and the substrate relatively to position the irradiation light with respect to an exposure target region of the substrate;
  (C) synchronous control means for synchronously performing the relative movement and pulse light emission control of the light source;
A substrate edge exposure method for exposing an edge region of a substrate using a substrate exposure apparatus comprising:
  (A) relatively moving the optical unit and the substrate;
  (B) The step of exposing the unit region in the edge region by the optical unit every time the optical unit and the substrate are relatively moved by a predetermined distance;
With
  The substrate edge exposure method, wherein the predetermined distance is a distance corresponding to a size of the unit region.